DE102022126724A1

DE102022126724A1 - Control element on which a passive haptic and active haptic perceptible to an operator can be generated

Info

Publication number: DE102022126724A1
Application number: DE102022126724.5A
Authority: DE
Inventors: Markus Kramer; Lucian Vulcu; Szabolcs Vas; Vinko Schoßau
Original assignee: Marquardt GmbH
Current assignee: Marquardt GmbH
Priority date: 2022-10-13
Filing date: 2022-10-13
Publication date: 2024-04-18

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bedienelement (1) für ein Kraftfahrzeug, aufweisend einen um eine Rotationsachse (X) drehbaren Bedienknopf (2), welcher drehfest mit zumindest einer gemeinsam mit dem Bedienknopf (2) um die Rotationsachse (X) drehbaren Rastscheibe (10) verbunden ist, wobei das Bedienelement (1) ferner ein Passiv-Rastelement (11) und zumindest ein Aktiv-Rastelement (12) aufweist, wobei das Passiv-Rastelement (11) zur Erzeugung einer von einem Bediener an dem Bedienknopf (2) wahrnehmbaren passiven Haptik federkraftbeaufschlagt mit zumindest einer der Rastscheiben (10) zusammenwirkt und wobei das Aktiv-Rastelement (12) zur Erzeugung einer von einem Bediener an dem Bedienknopf (2) wahrnehmbaren aktiven Haptik und Blockierung der Rotation des Bedienknopfs (2) in zumindest eine Richtung um die Rotationsachse (X) motorisch mit zumindest einer der Rastscheiben (10) in Eingriff bringbar ist.The invention relates to an operating element (1) for a motor vehicle, comprising an operating knob (2) which can be rotated about an axis of rotation (X) and which is connected in a rotationally fixed manner to at least one locking disk (10) which can be rotated together with the operating knob (2) about the axis of rotation (X), wherein the operating element (1) further comprises a passive locking element (11) and at least one active locking element (12), wherein the passive locking element (11) cooperates with at least one of the locking disks (10) under spring force to generate a passive haptic perceptible by an operator on the operating knob (2), and wherein the active locking element (12) can be brought into engagement by a motor with at least one of the locking disks (10) to generate an active haptic perceptible by an operator on the operating knob (2) and to block the rotation of the operating knob (2) in at least one direction about the axis of rotation (X).

Description

Die Erfindung betrifft ein Bedienelement für ein Kraftfahrzeug, mit einem um eine Rotationsachse drehbaren Bedienknopf an welchem für einen Bediener bei einer Bedienung d.h. bei einer Rotation des Bedienknopfes um die Rotationsachse eine Haptik, beispielsweise im Sinne haptisch wahrnehmbarer Rastpunkte oder eines einstellbaren mechanischen Widerstands gegen die Rotation bereitgestellt werden soll. Dabei wird die Haptik aus einem passiven und einem aktiven Teil erzeugt.The invention relates to an operating element for a motor vehicle, with an operating button that can be rotated about a rotation axis, on which a haptic effect is to be provided for an operator during operation, i.e. when the operating button is rotated about the rotation axis, for example in the form of haptically perceptible locking points or an adjustable mechanical resistance to rotation. The haptic effect is generated from a passive and an active part.

Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von Bedienelementen für Kraftfahrzeuge bekannt. Für drehbare Bedienknöpfe ist beispielsweise durch die Schriften DE 10 2008 049 039 B4 , DE 10 2011 083 524 B4 , DE 10 2010 062 176 A1 oder DE 10 2009 013 441 A1 bekannt, dass durch federnde Rastelemente gleichmäßig oder auch ungleichmäßig verteilte Rastpunkte bei der Rotation eines Bedienknopfes um eine Rotationsachse erzeugt werden können, durch welche bzw. durch deren Rasten der Bediener also eine haptische Rückmeldung erhält.A large number of control elements for motor vehicles are known from the state of the art. Rotating control buttons, for example, are described in the documents EN 10 2008 049 039 B4 , EN 10 2011 083 524 B4 , EN 10 2010 062 176 A1 or EN 10 2009 013 441 A1 It is known that spring-loaded locking elements can be used to create evenly or unevenly distributed locking points when a control knob rotates about a rotation axis, through which the operator receives haptic feedback.

Dabei besteht jedoch das Problem, dass die Haptik d.h. die an den Rastpunkten erzeugten mechanischen Widerstände nicht oder nur im Rahmen der Herstellung einstellbar sind und die Positionen der Rastpunkte bei der Herstellung festgelegt werden müssen und unveränderbar sind.However, there is the problem that the haptics, i.e. the mechanical resistances generated at the locking points, cannot be adjusted or can only be adjusted during production and the positions of the locking points must be determined during production and are unchangeable.

Da solche Bedienelemente meist in ein HMI (Human-Machine-Interface) integriert sind, können die Rastpunkte entsprechend oftmals nicht auf eine Menüführung des HMI angepasst sein, was entsprechend zu einer nachteilhaften oder zumindest weniger flexiblen Bedienbarkeit des HMI führt.Since such control elements are usually integrated into an HMI (Human-Machine Interface), the locking points often cannot be adapted to the menu navigation of the HMI, which leads to a disadvantageous or at least less flexible usability of the HMI.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nachteile zu überwinden und ein Bedienelement bereitzustellen, an welchem ein haptisches Feedback bzw. eine Haptik für einen Bediener einstellbar ist.The invention is therefore based on the object of overcoming the aforementioned disadvantages and providing a control element on which a haptic feedback or haptics can be set for an operator.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Patentanspruch 1 gelöst.This object is achieved by the combination of features according to patent claim 1.

Erfindungsgemäß wird daher ein Bedienelement für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen. Das Bedienelement weist einen um eine Rotationsachse drehbaren Bedienknopf auf, welcher drehfest mit zumindest und vorzugsweise genau einer gemeinsam mit dem Bedienknopf um die Rotationsachse drehbaren Rastscheibe verbunden ist. Weiter sieht die Erfindung vor, dass das Bedienelement ferner ein Passiv-Rastelement und zumindest ein und vorzugsweise genau ein Aktiv-Rastelement aufweist. Das Passiv-Rastelement wirkt zur Erzeugung einer von einem Bediener an dem Bedienknopf wahrnehmbaren passiven Haptik federkraftbeaufschlagt mit zumindest einer der Rastscheiben d.h. vorzugsweise mit der Rastscheibe zusammen, wobei die Federkraftbeaufschlagung nicht zwingend durch eine (erste) Feder, sondern beispielsweise auch durch ein elastisches Material des Passiv-Rastelements selbst oder eines das Passiv-Rastelement haltenden Körpers erzeugt werden kann. Das zumindest eine und vorzugsweise genau eine Aktiv-Rastelement ist zudem zur Erzeugung einer von einem Bediener an dem Bedienknopf wahrnehmbaren aktiven Haptik und Blockierung der Rotation des Bedienknopfs in zumindest eine Richtung um die Rotationsachse motorisch mit zumindest einer der Rastscheiben d.h. vorzugsweise mit der Rastscheibe in Eingriff bringbar. Dabei versteht sich von selbst, dass diese auch motorisch oder alternativ auch beispielsweise durch einen anderen dafür vorgesehenen Rückstellmechanismus wieder aus dem Eingriff bringbar ist.According to the invention, an operating element for a motor vehicle is therefore proposed. The operating element has an operating button that can be rotated about an axis of rotation and is connected in a rotationally fixed manner to at least and preferably exactly one locking disk that can be rotated about the axis of rotation together with the operating button. The invention further provides that the operating element also has a passive locking element and at least one and preferably exactly one active locking element. The passive locking element acts with spring force on at least one of the locking disks, i.e. preferably with the locking disk, to generate a passive haptic that can be perceived by an operator on the operating button, wherein the spring force is not necessarily generated by a (first) spring, but can also be generated, for example, by an elastic material of the passive locking element itself or of a body holding the passive locking element. The at least one and preferably exactly one active locking element can also be brought into engagement with at least one of the locking disks, i.e. preferably with the locking disk, by a motor in order to generate an active haptic that can be perceived by an operator on the control button and to block the rotation of the control button in at least one direction about the axis of rotation. It goes without saying that this can also be brought out of engagement again by a motor or alternatively, for example, by another reset mechanism provided for this purpose.

Dabei kann vorgesehen sein, dass die Federkraftbeaufschlagung d.h. die Federkraft motorisch verstellbar ist. Bei der Federkraftbeaufschlagung kann es sich um eine auf oder durch das Passiv-Rastelement wirkende Federkraft für das Zusammenwirken des Passiv-Rastelements mit der Rastscheibe handeln, welche insbesondere durch die im Weiteren genannte erste Feder ausgeübt werden kann. Für das motorische Einstellen der Federkraftbeaufschlagung kann das Bedienelement ferner zumindest einen ersten Stellantrieb aufweisen, welcher auch als Passiv-Stellantrieb bezeichenbar und ausgebildet ist, die auf das Passiv-Rastelement oder über das Passiv-Rastelement wirkende Federkraft zum federkraftbeaufschlagten Zusammenwirken des Passiv-Rastelements mit der zumindest einen Rastscheibe einzustellen.It can be provided that the spring force is applied, i.e. the spring force is adjustable by a motor. The spring force can be a spring force acting on or through the passive locking element for the interaction of the passive locking element with the locking disk, which can be exerted in particular by the first spring mentioned below. For the motorized adjustment of the spring force, the operating element can also have at least one first actuator, which can also be referred to as a passive actuator and is designed to adjust the spring force acting on the passive locking element or via the passive locking element for the spring-loaded interaction of the passive locking element with the at least one locking disk.

Sowohl für die aktive als auch die passive Haptik gilt, dass darunter insbesondere für den Bediener bei einer Rotation des Bedienknopfes um die Rotationsachse wahrnehmbare Rastpunkte zu verstehen sind, an welchen der Drehwiderstand des Bedienknopfes vorübergehend erhöht ist und/oder an welchen durch das Verrasten d.h. beispielsweise das Springen des jeweiligen Rastelements in oder auf ein dafür vorgesehenes Gegenelement der Rastscheibe ein für den Bediener haptisch wahrnehmbarer Ruck entsteht. Bei der aktiven Haptik kommt hinzu, dass der Drehwiderstand des Bedienknopfes zumindest vorübergehend auch soweit erhöht werden kann, dass die Rotation des Bedienknopfes in zumindest eine Drehrichtung um die Rotationsachse vollständig verhindert, d.h. blockiert wird. Entsprechend entspricht eine Blockierung ebenfalls einer aktiven Haptik.Both active and passive haptics are understood to mean locking points that are perceptible to the operator when the control knob is rotated around the axis of rotation, at which the rotational resistance of the control knob is temporarily increased and/or at which a haptically perceptible jolt is created by the locking, i.e., for example, the respective locking element jumping into or onto a counter element of the locking disk provided for this purpose. With active haptics, the rotational resistance of the control knob can also be increased, at least temporarily, to such an extent that the rotation of the control knob in at least one direction around the axis of rotation is completely prevented, i.e. blocked. Accordingly, a blockage also corresponds to active haptics.

Die Rastscheibe wird dabei nicht lediglich dahingehend verstanden, dass bei ihrem Zusammenwirken mit dem Aktiv-Rastelement ausschließlich Rastpunkte erzeugbar wären. Vielmehr kann durch das Zusammenwirken der Rastscheibe mit dem Aktiv-Rastelement und beispielsweise durch ein Verrasten miteinander ebenso die Blockierung erzeugt werden.The locking disc is not understood to mean that only locking points can be generated when it interacts with the active locking element. Rather, the locking can also be generated by the interaction of the locking disc with the active locking element and, for example, by locking them together.

Daraus folgt, dass unter aktiver Haptik insbesondere nicht verstanden wird, dass das Bedienelement bzw. der Bedienknopf an sich motorisch und beispielsweise vibratorisch bewegt wird, sondern vielmehr, dass Rastpunkte und/oder eine Blockierung des Bedienknopfes aktiv und ausführungsabhängig auch unabhängig von einem vorbestimmten Raster erzeugt werden können.It follows that active haptics does not mean that the control element or the control button itself is moved by a motor and, for example, by vibration, but rather that locking points and/or a blocking of the control button can be generated actively and, depending on the design, independently of a predetermined grid.

Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht hierfür vor, dass das Bedienelement ferner zumindest und vorzugsweise genau einen zweiten Stellantrieb aufweist, welcher auch als Aktiv-Stellantrieb bezeichenbar und ausgebildet ist, mit dem Aktiv-Rastelement zur motorischen Bewegung des Aktiv-Rastelements und zur Erzeugung der aktiven Haptik zusammenzuwirken.An advantageous further development provides for this purpose that the operating element further comprises at least and preferably exactly one second actuator, which can also be referred to as an active actuator and is designed to interact with the active locking element for the motor movement of the active locking element and for generating the active haptics.

Entsprechend kann der zweite Stellantrieb von dem HMI bzw. einer Steuereinrichtung sowie abhängig von der Menüführung des HMI elektrisch ansteuerbar sein.Accordingly, the second actuator can be electrically controlled by the HMI or a control device and depending on the menu navigation of the HMI.

Rein beispielhaft kann das Aktiv-Rastelement insbesondere über den das Aktiv-Rastelement antreibenden zweiten Stellantrieb derart angesteuert werden, dass an einer bestimmten Position oder an mehreren Positionen in Drehrichtung um die Rotationsachse das Aktiv-Rastelement mit der zugehörigen Rastscheibe in Eingriff gebracht und dadurch ein Rastpunkt oder eine Blockierung erzeugt wird.Purely by way of example, the active locking element can be controlled in particular via the second actuator driving the active locking element in such a way that at a certain position or at several positions in the direction of rotation about the axis of rotation, the active locking element is brought into engagement with the associated locking disk, thereby creating a locking point or a blockage.

Bei dem ersten und/oder dem zweiten Stellantrieb kann es sich beispielsweise um einen Linearmotor, einen Schrittmotor, einen Servomotor, einen Elektromagnet oder dergleichen handeln, wobei die Motoren die Rastelemente beispielsweise über eine Mechanik, wie eine Spindel oder dergleichen antreiben können.The first and/or the second actuator can be, for example, a linear motor, a stepper motor, a servo motor, an electromagnet or the like, wherein the motors can drive the locking elements, for example, via a mechanism such as a spindle or the like.

Obgleich gemäß einer ersten Variante ein eigener bzw. der erste Stellantrieb vorgesehen sein kann, durch welchen die Federkraft auf das Passiv-Rastelement einstellbar und/oder die passive Haptik erzeugbar ist, sieht eine besonders vorteilhafte Variante der Erfindung vor, dass der zweite Stellantrieb zu Bewegung des Aktiv-Rastelements nicht nur zur Bewegung des Aktiv-Rastelements ausgebildet ist, sondern dass der zweite Stellantrieb und der erste Stellantrieb integral miteinander bzw. als ein einzelner Stellantrieb vorgesehen sind, welcher ausgebildet ist, mit dem Passiv-Rastelement zur motorischen Einstellung der auf das Passiv-Rastelement wirkenden Federkraft und/oder zur Erzeugung der passiven Haptik zusammenzuwirken. Hierbei kann zudem vorgesehen sein, dass nicht nur die Federkraft und damit ein Anpressdruck des Passiv-Rastelements an die Rastscheibe eingestellt werden, sondern das Passiv-Rastelement auch vollständig von der Rastscheibe wegbewegt und der Anpressdruck somit auf „null“ reduziert werden kann.Although according to a first variant, a separate or first actuator can be provided, by means of which the spring force on the passive locking element can be adjusted and/or the passive haptics can be generated, a particularly advantageous variant of the invention provides that the second actuator for moving the active locking element is not only designed to move the active locking element, but that the second actuator and the first actuator are provided integrally with one another or as a single actuator, which is designed to work together with the passive locking element for the motorized adjustment of the spring force acting on the passive locking element and/or for generating the passive haptics. In this case, it can also be provided that not only the spring force and thus a contact pressure of the passive locking element on the locking disk are adjusted, but the passive locking element can also be moved completely away from the locking disk and the contact pressure can thus be reduced to "zero".

Weiter weist das Bedienelement vorzugsweise einen Stellschlitten auf, welcher mit dem zweiten Stellantrieb verbunden und von dem zweiten Stellantrieb entlang einer Bewegungsachse verschiebbar ist. Das Passiv-Rastelement und/oder das Aktiv-Rastelement sind bzw. ist jeweils an dem Stellschlitten fixiert und wird optional von diesem ausgebildet, sodass diese eine einstückige Einheit bilden. Weiter können/kann das Passiv-Rastelement und/oder das Aktiv-Rastelement alternativ auch mit dem Stellschlitten verschiebbar an dem Stellschlitten gelagert sein.Furthermore, the operating element preferably has an adjusting slide which is connected to the second actuator and can be moved by the second actuator along a movement axis. The passive locking element and/or the active locking element are each fixed to the adjusting slide and are optionally formed by it so that they form a one-piece unit. Furthermore, the passive locking element and/or the active locking element can alternatively also be mounted on the adjusting slide so that they can be moved with the adjusting slide.

Die Rastscheibe weist vorzugsweise eine Oberseite, eine der Oberseite gegenüberliegende Unterseite, eine insbesondere runde Innenkontur und/oder eine der Innenkontur gegenüberliegende, insbesondere runde Außenkontur auf. Hierbei ist vorgesehen, dass die Rastscheibe an der Oberseite und/oder Unterseite und/oder Innenkontur und/oder Außenkontur jeweils zumindest eine die Rotationsachse in Umfangsrichtung vollständig umlaufende Raststruktur aufweist. Diese Raststruktur kann beispielsweise durch Rundlöcher, rechteckige Ausnehmungen, keilförmige Rampen oder eine sinusförmig verlaufende Fläche gebildet werden. Das Passiv-Rastelement ist hierbei ausgebildet, zur Erzeugung der passiven Haptik eine Rotation des Bedienknopfes um die Rotationsachse behindernd d.h. bremsend bzw. erschwerend, jedoch nicht blockierend in zumindest eine der Raststrukturen einzugreifen und folglich vorzugsweise eine Vielzahl von Rastpunkten mit der Raststruktur zu bestimmen, welche gemäß einem vorbestimmten Muster in Umfangsrichtung um die Rotationsachse verteilt sein können. Alternativ oder zusätzlich kann das Aktiv-Rastelement ausgebildet sein, zur Erzeugung der aktiven Haptik eine Rotation des Bedienknopfes in zumindest eine Richtung um die Rotationsachse blockierend in zumindest eine der Raststrukturen einzugreifen. Dabei kann unter blockierend verstanden werden, dass die Rotation der Rastscheibe und damit des Bedienknopfes in eine Richtung bzw. Drehrichtung um die Rotationsachse oder beide Richtungen um die Rotationsachse blockiert werden kann. Entsprechend kann auch vorgesehen sein, dass das Aktiv-Rastelement ausschließlich blockierend wirkt.The locking disc preferably has an upper side, a lower side opposite the upper side, an inner contour, which is in particular round, and/or an outer contour, which is in particular round, opposite the inner contour. It is provided that the locking disc has at least one locking structure on the upper side and/or lower side and/or inner contour and/or outer contour, which completely surrounds the rotation axis in the circumferential direction. This locking structure can be formed, for example, by round holes, rectangular recesses, wedge-shaped ramps or a sinusoidal surface. The passive locking element is designed to engage in at least one of the locking structures in order to generate the passive haptics, hindering rotation of the control button around the rotation axis, i.e. braking or making it more difficult, but not blocking it, and consequently preferably to determine a plurality of locking points with the locking structure, which can be distributed in the circumferential direction around the rotation axis according to a predetermined pattern. Alternatively or additionally, the active locking element can be designed to engage in at least one of the locking structures in a way that blocks rotation of the control button in at least one direction around the axis of rotation in order to generate the active haptics. In this case, blocking can be understood to mean that the rotation of the locking disk and thus of the control button can be blocked in one direction or direction of rotation around the axis of rotation or both directions around the axis of rotation. Accordingly, it can also be provided that the active locking element has an exclusively blocking effect.

Weiter sieht eine Variante vor, dass die Rastscheibe an der Oberseite oder der Unterseite eine erste die Rotationsachse in Umfangsrichtung vollständig umlaufende Raststruktur und an der gegenüberliegenden Seite, d.h. entsprechend an der Unterseite oder an der Oberseite eine zweite die Rotationsachse in Umfangsrichtung vollständig umlaufende Raststruktur aufweist. Alternativ weist die Rastscheibe an der Außenkontur oder an der Innenkontur eine erste die Rotationsachse in Umfangsrichtung vollständig umlaufende Raststruktur und an der gegenüberliegenden Kontur, d.h. entsprechend an der Innenkontur oder der Außenkontur eine zweite die Rotationsachse in Umfangsrichtung vollständig umlaufende Raststruktur auf. Dabei ist jeweils das Passiv-Rastelement ausgebildet, zur Erzeugung der passiven Haptik eine Rotation des Bedienknopfes um die Rotationsachse behindernd in die erste Raststruktur einzugreifen. Weiter ist das Aktiv-Rastelement ausgebildet, zur Erzeugung der aktiven Haptik eine Rotation des Bedienknopfes in zumindest eine Richtung um die Rotationsachse blockierend in die zweite Raststruktur einzugreifen. Entsprechend kann wiederum vorgesehen sein, dass das Aktiv-Rastelement ausschließlich blockierend wirkt.Furthermore, a variant provides that the locking disk has a first locking structure on the top or bottom side that completely surrounds the rotation axis in the circumferential direction and on the opposite side, i.e. on the bottom or on the top side, a second locking structure that completely surrounds the rotation axis in the circumferential direction. Alternatively, the locking disk has a first locking structure on the outer contour or on the inner contour that completely surrounds the rotation axis in the circumferential direction and on the opposite contour, i.e. on the inner contour or the outer contour, a second locking structure that completely surrounds the rotation axis in the circumferential direction. In each case, the passive locking element is designed to engage in the first locking structure in order to generate the passive haptics, hindering rotation of the control button about the rotation axis. Furthermore, the active locking element is designed to engage in the second locking structure in order to generate the active haptics, blocking rotation of the control button in at least one direction about the rotation axis. Accordingly, it can again be provided that the active locking element has an exclusively blocking effect.

Das Passiv-Rastelement und das Aktiv-Rastelement können jeweils an dem Stellschlitten fixiert bzw. ausgebildet oder mit dem Stellschlitten verschiebbar an dem Stellschlitten gelagert sein. Weiter ist das Passiv-Rastelement durch eine Verschiebung des Stellschlittens in eine erste Richtung entlang der Bewegungsachse mit der ersten Raststruktur in Eingriff bringbar und durch eine Verschiebung des Stellschlittens in eine der ersten Richtung entgegengesetzten zweiten Richtung entlang der Bewegungsachse aus dem Eingriff mit der ersten Raststruktur bringbar. Ferner ist das Aktiv-Rastelement durch die Verschiebung des Stellschlittens in die zweite Richtung entlang der Bewegungsachse mit der zweiten Raststruktur in Eingriff bringbar und durch die Verschiebung des Stellschlittens in die erste Richtung entlang der Bewegungsachse aus dem Eingriff mit der zweiten Raststruktur bringbar. The passive locking element and the active locking element can each be fixed or formed on the adjusting slide or mounted on the adjusting slide so that they can be moved with the adjusting slide. Furthermore, the passive locking element can be brought into engagement with the first locking structure by moving the adjusting slide in a first direction along the movement axis and can be brought out of engagement with the first locking structure by moving the adjusting slide in a second direction opposite to the first direction along the movement axis. Furthermore, the active locking element can be brought into engagement with the second locking structure by moving the adjusting slide in the second direction along the movement axis and can be brought out of engagement with the second locking structure by moving the adjusting slide in the first direction along the movement axis.

Die Bewegungsachse, entlang welcher der Stellschlitten verschiebbar ist, verläuft dabei vorzugsweise parallel der Rotationsachse oder orthogonal zu der Rotationsachse, um welche der Bedienknopf drehbar ist.The axis of movement along which the adjusting slide can be moved preferably runs parallel to the axis of rotation or orthogonal to the axis of rotation about which the control knob can be rotated.

Das Passiv-Rastelement kann über eine erste Feder zur Federkraftbeaufschlagung des Passiv-Rastelements und insbesondere in einer Führung angeordnet mit dem Stellschlitten verschiebbar an dem Stellschlitten gelagert sein. Die erste Feder bestimmt dadurch ein Anpressdruck des Passiv-Rastelements an die zumindest eine Rastscheibe und die an dem Bedienknopf wahrnehmbare passive Haptik.The passive locking element can be mounted on the adjusting slide via a first spring for applying spring force to the passive locking element and in particular arranged in a guide with the adjusting slide. The first spring thus determines a contact pressure of the passive locking element on the at least one locking disk and the passive haptics perceptible on the control button.

Wird der Anpressdruck derart hergestellt, kann weiter vorgesehen sein, dass eine Federvorspannung der ersten Feder zur Einstellung des Anpressdrucks und der an dem Bedienknopf wahrnehmbaren passiven Haptik einstellbar ist. Die Federvorspannung ist dabei insbesondere durch eine Verschiebung des Stellschlittens entlang der Bewegungsachse einstellbar.If the contact pressure is produced in this way, it can further be provided that a spring preload of the first spring can be adjusted to adjust the contact pressure and the passive haptics perceptible on the control button. The spring preload can be adjusted in particular by moving the adjusting slide along the axis of movement.

Eine weitere Variante der Erfindung sieht vor, dass der zweite Stellantrieb ein bistabiler Linearmagnet und ausgebildet ist, genau zwei feste Stellungen einzunehmen. Das Aktiv-Rastelement ist dabei in einer ersten Stellung im Eingriff mit der Rastscheibe und in einer zweiten Stellung nicht im Eingriff mit der Rastscheibe.A further variant of the invention provides that the second actuator is a bistable linear magnet and is designed to assume exactly two fixed positions. The active locking element is in engagement with the locking disk in a first position and is not in engagement with the locking disk in a second position.

Alternativ kann das Aktiv-Rastelement durch eine dritte Feder federkraftbeaufschlagt sein. Der zweite Stellantrieb ist dabei ein Elektromagnet und kann insbesondere ein Zugmagnet sein. Der Elektromagnet ist dabei ausgebildet, das Aktiv-Rastelement aus einer durch die dritte Feder bestimmten ersten Stellung entgegen der Federkraftbeaufschlagung durch die dritte Feder in eine zweite Stellung zu bringen. Das jeweilige Aktiv-Rastelement ist dabei in der ersten Stellung im Eingriff mit der Rastscheibe und in der zweiten Stellung nicht im Eingriff mit der Rastscheibe. Alternativ ist das jeweilige Aktiv-Rastelement in der ersten Stellung nicht im Eingriff mit der Rastscheibe und in der zweiten Stellung im Eingriff mit der Rastscheibe.Alternatively, the active locking element can be spring-loaded by a third spring. The second actuator is an electromagnet and can in particular be a pull magnet. The electromagnet is designed to move the active locking element from a first position determined by the third spring into a second position against the spring force applied by the third spring. The respective active locking element is in engagement with the locking disk in the first position and not in engagement with the locking disk in the second position. Alternatively, the respective active locking element is not in engagement with the locking disk in the first position and is in engagement with the locking disk in the second position.

Hierbei kann ebenso vorgesehen sein, dass die Rastscheibe eine Oberseite, eine der Oberseite gegenüberliegende Unterseite, eine insbesondere runde Innenkontur und/oder eine der Innenkontur gegenüberliegende, insbesondere runde Außenkontur aufweist. Hierbei ist vorgesehen, dass die Rastscheibe an der Oberseite und/oder Unterseite und/oder Innenkontur und/oder Außenkontur jeweils zumindest eine die Rotationsachse in Umfangsrichtung vollständig umlaufende Raststruktur aufweist. Diese Raststruktur kann beispielsweise durch Rundlöcher, rechteckige Ausnehmungen, keilförmige Rampen oder eine sinusförmig verlaufende Fläche gebildet werden. Das Passiv-Rastelement ist hierbei ausgebildet, zur Erzeugung der passiven Haptik eine Rotation des Bedienknopfes um die Rotationsachse behindernd d.h. bremsend bzw. erschwerend, jedoch nicht blockierend in zumindest eine der Raststrukturen einzugreifen und folglich vorzugsweise eine Vielzahl von Rastpunkten mit der Raststruktur zu bestimmen, welche gemäß einem vorbestimmten Muster in Umfangsrichtung um die Rotationsachse verteilt sein können. Alternativ oder zusätzlich kann das Aktiv-Rastelement ausgebildet sein, zur Erzeugung der aktiven Haptik eine Rotation des Bedienknopfes um die Rotationsachse behindernd d.h. wiederum bremsend bzw. erschwerend, jedoch nicht blockierend oder alternativ blockierend in zumindest eine der Raststrukturen einzugreifen. Dabei kann unter blockierend verstanden werden, dass die Rotation der Rastscheibe und damit des Bedienknopfes in eine Richtung um die Rotationsachse oder beide Richtungen um die Rotationsachse blockiert werden kann. Entsprechend kann auch hier vorgesehen sein, dass das Aktiv-Rastelement ausschließlich blockierend wirkt.It can also be provided that the locking disk has a top side, a bottom side opposite the top side, an inner contour, which is in particular round, and/or an outer contour, which is in particular round, opposite the inner contour. It is provided that the locking disk has at least one locking structure on the top side and/or bottom side and/or inner contour and/or outer contour, which completely surrounds the rotation axis in the circumferential direction. This locking structure can be formed, for example, by round holes, rectangular recesses, wedge-shaped ramps or a sinusoidal surface. The passive locking element is designed to engage in at least one of the locking structures in order to generate the passive haptics, hindering rotation of the control button about the rotation axis, i.e. braking or making it more difficult, but not blocking it, and consequently preferably to determine a plurality of locking points with the locking structure, which can be distributed in the circumferential direction around the rotation axis according to a predetermined pattern. Alternatively or additionally, the active locking element can be designed to generate the active haptics hinder rotation of the control button around the axis of rotation, i.e. again slowing or making it more difficult, but not blocking or alternatively blocking at least one of the locking structures. Blocking can be understood to mean that the rotation of the locking disk and thus of the control button can be blocked in one direction around the axis of rotation or both directions around the axis of rotation. Accordingly, it can also be provided here that the active locking element has an exclusively blocking effect.

Bei einem solchen Bedienelement kann vorgesehen sein, dass diese zwei Aktiv-Rastelemente und je einen zweiten Stellantrieb je Aktiv-Rastelement aufweist. Die zwei Aktiv-Rastelemente sind jeweils durch eine jeweilige dritte Feder federkraftbeaufschlagt. Der jeweilige zweite Stellantrieb ist je ein Elektromagnet bzw. wieder je ein Zugmagnet und ist ausgebildet, das jeweilige Aktiv-Rastelement aus einer durch die jeweilige dritte Feder bestimmten ersten Stellung entgegen der Federkraftbeaufschlagung durch die dritte Feder in eine zweite Stellung zu bringen. Das jeweilige Aktiv-Rastelement ist in der ersten Stellung im Eingriff mit der Rastscheibe und in der zweiten Stellung nicht im Eingriff mit der Rastscheibe. Alternativ ist das jeweilige zweite Rastelelement in der ersten Stellung nicht im Eingriff mit der Rastscheibe und in der zweiten Stellung im Eingriff mit der Rastscheibe.Such an operating element can be provided with two active locking elements and a second actuator for each active locking element. The two active locking elements are each spring-loaded by a respective third spring. The respective second actuator is an electromagnet or again a pull magnet and is designed to move the respective active locking element from a first position determined by the respective third spring into a second position against the spring force applied by the third spring. The respective active locking element is in engagement with the locking disk in the first position and not in engagement with the locking disk in the second position. Alternatively, the respective second locking element is not in engagement with the locking disk in the first position and is in engagement with the locking disk in the second position.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass von je einem Aktiv-Rastelement eine Rotation des Bedienknopfes in je eine Richtung um die Rotationsachse blockiert und in die jeweils entgegengesetzte Richtung nicht blockiert wird.Preferably, it is provided that each active locking element blocks rotation of the control knob in one direction about the rotation axis and does not block rotation in the opposite direction.

Weiter kann das Bedienelement zwei Aktiv-Rastelemente aufweisen, welche miteinander durch einen Kopplungskörper verbunden sind, welcher von dem zweiten Stellantrieb bewegbar ist. Der zweite Stellantrieb ist hierbei ein Linearmagnet und ausgebildet, genau drei feste Stellungen einzunehmen. In der ersten Stellung ist ein erstes Aktiv-Rastelement in Eingriff mit der Rastscheibe und ein zweites Aktiv-Rastelement nicht in Eingriff mit der Rastscheibe. Weiter ist in der zweiten Stellung das zweite Aktiv-Rastelement in Eingriff mit der Rastscheibe und das erste Aktiv-Rastelement nicht in Eingriff mit der Rastscheibe. Weiter ist in der dritten Stellung keines der Aktiv-Rastelemente in Eingriff mit der Rastscheibe.Furthermore, the operating element can have two active locking elements which are connected to one another by a coupling body which can be moved by the second actuator. The second actuator is a linear magnet and is designed to assume exactly three fixed positions. In the first position, a first active locking element is in engagement with the locking disk and a second active locking element is not in engagement with the locking disk. Furthermore, in the second position, the second active locking element is in engagement with the locking disk and the first active locking element is not in engagement with the locking disk. Furthermore, in the third position, none of the active locking elements is in engagement with the locking disk.

Eine besondere Variante sieht dabei vor, dass der zweite Stellantrieb einen Tauchkern und einen aus drei Elektromagneten gebildete hohlzylindrischen Mantel aufweist, in welchem der Tauchkern durch eine durch die Elektromagneten erzeugte Kraft bewegbar ist. Je ein Elektromagnet ist eine Stellung des Tauchkern in dem Mantel und damit je eine der drei Stellungen des zweiten Stellantriebs bestimmt. Alternativ kann der zweite Stellantrieb einen Tauchkern und einen aus zwei Elektromagneten gebildete hohlzylindrischen Mantel aufweisen, in welchem der Tauchkern durch eine durch die Elektromagneten erzeugte Kraft bewegbar ist. Die Elektromagneten flankieren einen gemeinsamen ersten Permanentmagneten und bestimmen je eine Stellung des Tauchkerns in dem Mantel und damit je eine der drei Stellungen des zweiten Stellantriebs. Der Tauchkern weist einen zweiten Permanentmagneten auf, welcher zusammen mit dem ersten Permanentmagneten eine dritte Stellung und insbesondere neutrale Mittelstellung der drei Stellungen des zweiten Stellantriebs bestimmt.A special variant provides that the second actuator has a plunger core and a hollow cylindrical casing made up of three electromagnets, in which the plunger core can be moved by a force generated by the electromagnets. Each electromagnet determines a position of the plunger core in the casing and thus one of the three positions of the second actuator. Alternatively, the second actuator can have a plunger core and a hollow cylindrical casing made up of two electromagnets, in which the plunger core can be moved by a force generated by the electromagnets. The electromagnets flank a common first permanent magnet and each determine a position of the plunger core in the casing and thus one of the three positions of the second actuator. The plunger core has a second permanent magnet which, together with the first permanent magnet, determines a third position and in particular a neutral middle position of the three positions of the second actuator.

Das Passiv-Rastelement ist vorzugsweise ein Stößel, ein Stift, eine Kugel, eine zu der Rastscheibe konvexer oder konkaver Körper oder ein insbesondere selbst drehbar gelagerter Rundkörper, wie ein Rad oder eine Trommel. Dabei korrespondiert das erste Rastelelement in seiner Form an seiner zu der Rastscheibe gewandten Seite zu der Raststruktur der Rastscheibe bzw. zu der Rastscheibe. Zusätzlich oder alternativ hierzu kann das Aktiv-Rastelement ein Stößel, ein Stift, eine Kugel, eine zu der Rastscheibe konvexer, konkaver oder keilförmiger Körper, ein insbesondere selbst drehbar gelagerter Rundkörper, d.h. wiederum beispielsweise ein Rad oder eine Trommel sein. Alternativ kann das Aktiv-Rastelement jedoch auch ein ebener Bremsbelag sein. Auch das zweite Rastelelement kann in seiner Form an seiner zu der Rastscheibe gewandten Seite zu der Raststruktur der Rastscheibe bzw. zu der Rastscheibe korrespondieren.The passive locking element is preferably a tappet, a pin, a ball, a body that is convex or concave to the locking disc, or a round body that is in particular rotatably mounted itself, such as a wheel or a drum. The shape of the first locking element on its side facing the locking disc corresponds to the locking structure of the locking disc or to the locking disc. In addition or as an alternative to this, the active locking element can be a tappet, a pin, a ball, a body that is convex, concave or wedge-shaped to the locking disc, a round body that is in particular rotatably mounted itself, i.e. again, for example, a wheel or a drum. Alternatively, the active locking element can also be a flat brake pad. The shape of the second locking element on its side facing the locking disc can also correspond to the locking structure of the locking disc or to the locking disc.

Das Aktiv-Rastelement ist zudem vorzugsweise ausgebildet, zur Erzeugung der aktiven Haptik eine Rotation des Bedienknopfes um die Rotationsachse in zumindest eine Rotationsrichtung um die Rotationsachse blockierend in zumindest eine der Raststrukturen einzugreifen.The active locking element is also preferably designed to engage in at least one of the locking structures in a blocking manner in at least one direction of rotation about the axis of rotation in order to generate the active haptics.

Das Aktiv-Rastelement kann hierbei ferner ausgebildet sein, zur Erzeugung der aktiven Haptik eine Rotation des Bedienknopfes um die Rotationsachse in eine erste Rotationsrichtung um die Rotationsachse blockierend in zumindest eine der Raststrukturen einzugreifen. Weiter ist das Aktiv-Rastelement bei einer Rotation des Bedienknopfes um die Rotationsachse in eine der ersten Rotationsrichtung entgegengesetzten zweiten Rotationsrichtung entgegen einer auf das Aktiv-Rastelement beispielsweise durch eine der Federn oder generell kurzzeitig wirkenden Kraft aus dem Eingriff mit der zumindest einen Rastscheibe bringbar.The active locking element can also be designed to engage in at least one of the locking structures in a blocking manner to generate the active haptics when the control knob rotates around the axis of rotation in a first direction of rotation around the axis of rotation. Furthermore, when the control knob rotates around the axis of rotation in a second direction of rotation opposite to the first direction of rotation, the active locking element can be disengaged from the at least one locking disk against a force acting on the active locking element, for example by one of the springs or generally for a short time.

Hierbei kann entsprechend vorgesehen sein, dass die auf das Aktiv-Rastelement wirkende Kraft von einer zweiten Feder und/oder von dem zweiten Stellantrieb auf das Aktiv-Rastelemente aufgebracht wird.In this case, it can be provided that the force acting on the active locking element is controlled by a second spring and/or by the second Actuator is applied to the active locking elements.

Die vorstehend offenbarten Merkmale sind beliebig kombinierbar, soweit dies technisch möglich ist und diese nicht im Widerspruch zueinander stehen.The features disclosed above can be combined as desired, as long as this is technically possible and they do not contradict each other.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:

1 ein Bedienelement in einer Schnittansicht;
2 Ansicht einer Rastscheibe mit daran verrastbaren Passiv- und Aktiv-Rastelement;
3 eine zweite Variante einer Rastscheibe mit daran verrastbaren Aktiv-Rastelementen;
4 eine dritte Variante einer Rastscheibe mit daran verrastbaren Aktiv-Rastelementen;
5 eine vierte Variante einer Rastscheibe mit daran verrastbaren Aktiv-Rastelementen;
6 eine fünfte Variante einer Rastscheibe mit daran verrastbaren Aktiv-Rastelementen;
7 eine Seitenansicht auf die vierte oder fünfte Variante.

Other advantageous developments of the invention are characterized in the subclaims or are described in more detail below together with the description of the preferred embodiment of the invention with reference to the figures. They show:

1 a control element in a sectional view;
2 View of a locking disc with passive and active locking elements that can be locked onto it;
3 a second variant of a locking disc with active locking elements that can be locked onto it;
4 a third variant of a locking disc with active locking elements that can be locked onto it;
5 a fourth variant of a locking disc with active locking elements that can be locked onto it;
6 a fifth variant of a locking disc with active locking elements that can be locked onto it;
7 a side view of the fourth or fifth variant.

Die Figuren sind beispielhaft schematisch. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren weisen auf gleiche funktionale und/oder strukturelle Merkmale hin.The figures are schematic examples. Identical reference symbols in the figures indicate identical functional and/or structural features.

In 1 ist ein Bedienelement 1 im Längs- bzw. Teilschnitt dargestellt. Obwohl ein anderer Aufbau möglich ist, verfügt das Bedienelement 1 beispielhaft um ein drehfestes Mittelelement 31, welches die Rotationsachse R bestimmt, um welche der Bedienknopf 2 drehbar gelagert ist.In 1 a control element 1 is shown in longitudinal or partial section. Although a different structure is possible, the control element 1 has, for example, a non-rotatable central element 31 which determines the rotation axis R about which the control button 2 is rotatably mounted.

Zur Abdeckung der mechanischen Komponenten ist an dem Bedienknopf 2 ein Abdeckelement 32 vorgesehen.A cover element 32 is provided on the control button 2 to cover the mechanical components.

Der Bedienknopf 2 ist vorliegend einstückig mit einer Rastscheibe 10 verbunden, wobei der Abschnitt, an welchem der Bedienknopf 2 durch den Bediener greifbar ist auf einer ersten Seite der Abdeckung 32 und die Rastscheibe 10 auf einer davon abgewandten zweiten Seite angeordnet ist.In the present case, the control button 2 is connected in one piece to a locking disk 10, wherein the section at which the control button 2 can be grasped by the operator is arranged on a first side of the cover 32 and the locking disk 10 is arranged on a second side facing away from it.

Weiter kann das dargestellte Bedienelement 1 einen an der Rastscheibe 10 vorgesehenen Encoder 33 zur Erfassung der Position bzw. des Drehwinkels der Rastscheibe 10 und damit des Bedienknopfes 2 aufweisen. Zur zusätzlichen haptischen Rückmeldung kann ferner ein Vibrationsmotor 34 vorgesehen sein, welcher auf das Mittelelement 31 wirken und dadurch eine für den Bediener wahrnehmbare Vibration in laterale oder radiale Richtung bezogen auf die Rotationsachse X erzeugen kann.Furthermore, the control element 1 shown can have an encoder 33 provided on the locking disk 10 for detecting the position or the angle of rotation of the locking disk 10 and thus of the control button 2. For additional haptic feedback, a vibration motor 34 can also be provided, which can act on the central element 31 and thereby generate a vibration perceptible to the operator in a lateral or radial direction with respect to the rotation axis X.

Wie dargestellt, ist besonders vorteilhaft, dass das Bedienelement 1 ein Passiv-Rastelement 11 sowie ein Aktiv-Rastelement 12 aufweist, wobei durch das Passiv-Rastelement 11 eine passive Haptik und durch das Aktiv-Rastelement 12 eine aktive Haptik erzeugbar ist.As shown, it is particularly advantageous that the operating element 1 has a passive locking element 11 and an active locking element 12, wherein a passive haptic effect can be generated by the passive locking element 11 and an active haptic effect can be generated by the active locking element 12.

Hierfür ist vorgesehen, dass das Passiv-Rastelement 11 in einer Führung 16, welche beispielsweise als Bohrung ausgeführt sein kann, angeordnet und von einer ersten Feder 15 gegen die Rastscheibe 10 und genauer in eine an der Rastscheibe 10 vorgesehene und die Rotationsachse X in Umfangsrichtung vollständig umlaufende erste Raststruktur 14A gepresst wird. Durch diese erste Raststruktur 14A werden in regelmäßigen und vorzugsweise gleichmäßigen Abständen Rastpunkte bestimmt, an welchen das Passiv-Rastelement 11 in bzw. mit der ersten Raststruktur 14A zur Erzeugung der passiven Haptik verrasten kann.For this purpose, the passive locking element 11 is arranged in a guide 16, which can be designed as a bore, for example, and is pressed by a first spring 15 against the locking disk 10 and more precisely into a first locking structure 14A provided on the locking disk 10 and completely encircling the rotation axis X in the circumferential direction. This first locking structure 14A determines locking points at regular and preferably uniform intervals at which the passive locking element 11 can lock in or with the first locking structure 14A to produce the passive haptics.

Die passive Haptik wird dabei auch durch die Federvorspannung der ersten Feder 15 bestimmt, durch welche wiederum der Anpressdruck des Passiv-Rastelements 11 auf die Rastscheibe 10 und damit die von dem Bediener aufzuwendende Kraft zur Rotation des Bedienknopfes 2 beeinflusst wird.The passive haptics are also determined by the spring preload of the first spring 15, which in turn influences the contact pressure of the passive locking element 11 on the locking disk 10 and thus the force to be applied by the operator to rotate the control button 2.

Neben dem Passiv-Rastelement 11 zur Erzeugung der passiven Haptik ist zudem ein Aktiv-Rastelement 12 vorgesehen, welches zur Erzeugung einer aktiven Haptik motorisch mit der Rastscheibe 10 in Eingriff bringbar ist.In addition to the passive locking element 11 for generating the passive haptics, an active locking element 12 is also provided, which can be motor-driven into engagement with the locking disk 10 to generate an active haptics.

Hierfür ist an der Rastscheibe 10 bzw. an einer der ersten Raststruktur 14A gegenüberliegenden Seite der Rastscheibe 10 eine zweite Raststruktur 14B vorgesehen, mit welcher das Aktiv-Rastelement 12 zur Blockierung der Rastscheibe 10 in Umfangsrichtung um die Rotationsachse X zusammenwirken kann.For this purpose, a second locking structure 14B is provided on the locking disk 10 or on a side of the locking disk 10 opposite the first locking structure 14A, with which the active locking element 12 can interact to block the locking disk 10 in the circumferential direction about the axis of rotation X.

Zur motorischen Bewegung ist das Aktiv-Rastelement 12 an einem Schlitten 13 angeordnet oder ausgebildet, welcher entlang der Bewegungsachse Y von dem Stellantrieb 20 verschiebbar ist. Dabei entspricht der Stellantrieb 20 vorliegend zugleich dem ersten Stellantrieb als auch dem zweiten Stellantrieb, da der Stellantrieb 20 sowohl das Passiv- als auch das Aktiv-Rastelement 11, 12 motorisch verschieben bzw. bewegen kann.For motorized movement, the active locking element 12 is arranged or formed on a carriage 13, which can be displaced along the movement axis Y by the actuator 20. In this case, the actuator 20 corresponds both to the first actuator and to the second actuator, since the actuator 20 can displace or move both the passive and the active locking element 11, 12 by motor.

Das Aktiv-Rastelement 12 und die dazu korrespondierende zweite Raststruktur 14B können in einem einfachen Fall als zusammengehörende Bremsbacken bzw. als Bremsbelag und Bremsbacke ausgebildet sein, sodass durch ein Anpressen des Aktiv-Rastelements 12 an jedem Punkt in Umfangsrichtung um die Rotationsachse X an die zweite Raststruktur 14B ein Rastpunkt und insbesondere eine Blockierung der Rotation des Bedienknopfes 2 in beide Richtungen um die Rotationsachse X erzeugbar und die Rotation der Rastscheibe 10 bzw. des damit verbundenen Bedienknopfes 2 in beide Richtungen um die Rotationsachse X blockiert ist.The active locking element 12 and the corresponding second locking structure 14B can be In a simple case, it can be designed as brake shoes that belong together or as a brake pad and brake shoe, so that by pressing the active locking element 12 at any point in the circumferential direction about the rotation axis X onto the second locking structure 14B, a locking point and in particular a blocking of the rotation of the control button 2 in both directions about the rotation axis X can be generated and the rotation of the locking disk 10 or the control button 2 connected thereto is blocked in both directions about the rotation axis X.

Alternativ kann durch eine Formgebung der zweiten Raststruktur 14B und einer dazu korrespondierenden Ausbildung des Aktiv-Rastelements 12 auch eine feste Teilung möglicher Rastpunkte vorgegeben sein und die Drehung bzw. Rotation in zumindest eine Richtung um die Rotationsachse blockiert werden.Alternatively, by shaping the second locking structure 14B and a corresponding design of the active locking element 12, a fixed division of possible locking points can also be specified and the rotation in at least one direction about the axis of rotation can be blocked.

Obwohl vorgesehen sein kann, dass die Federvorspannung des Passiv-Rastelements 11 unveränderbar ist, kann diese alternativ beeinflussbar und die passive Haptik damit einstellbar sein. Für die Einstellung der Federvorspannung kann ein separater Mechanismus oder Antrieb vorgesehen sein, wobei in 1 diesbezüglich eine besonders vorteilhafte Variante dargestellt ist, bei welcher die Führung 16 in dem Stellschlitten 13 ausgebildet und die erste Feder 15 gegen den Stellschlitten 13 gelagert ist, sodass die Federvorspannung durch eine Bewegung des Stellschlittens 13 entlang seiner Bewegungsachse Y einstellbar ist.Although it can be provided that the spring preload of the passive locking element 11 is unchangeable, it can alternatively be influenced and the passive haptics can thus be adjusted. A separate mechanism or drive can be provided for adjusting the spring preload, in which case 1 In this regard, a particularly advantageous variant is shown in which the guide 16 is formed in the adjusting slide 13 and the first spring 15 is mounted against the adjusting slide 13, so that the spring preload can be adjusted by a movement of the adjusting slide 13 along its movement axis Y.

Damit kann durch das Verschieben bzw. Bewegen des Stellschlittens 13 entlang der Bewegungsachse Y durch einen einzigen Stellantrieb 20 sowohl die Federvorspannung der ersten Feder 15 und damit die passive Haptik durch das Passiv-Rastelement 11 eingestellt als auch die aktive Haptik durch das in Eingriff bringen des Aktiv-Rastelements 12 in die Rastscheibe 10 erzeugt sowie die Drehung des Bedienknopfes 2 um die Rotationsachse blockiert werden.Thus, by shifting or moving the adjusting slide 13 along the movement axis Y by a single actuator 20, both the spring preload of the first spring 15 and thus the passive haptics can be adjusted by the passive locking element 11 and the active haptics can be generated by engaging the active locking element 12 in the locking disk 10 and the rotation of the control button 2 about the rotation axis can be blocked.

Dabei verläuft die Bewegungsachse Y gemäß 1 parallel der Rotationsachse X, wobei auch die erste Raststruktur 14A und die zweite Raststruktur 14B auf entlang der Rotationsachse X gegenüberliegenden Seiten der Rastscheibe 10 liegen.The movement axis Y runs according to 1 parallel to the rotation axis X, wherein the first locking structure 14A and the second locking structure 14B are located on opposite sides of the locking disk 10 along the rotation axis X.

Alternativ dazu kann die Bewegungsachse Y, entlang welcher der Stellschlitten 13 verschiebbar ist, auch orthogonal zu der Rotationsachse X liegen, wie es in 2 dargestellt ist. Der Übersichtlichkeit halber sind in 2 lediglich die Rastscheibe 10 und der Stellschlitten 13 dargestellt, an welchem das Passiv- und Aktiv-Rastelement 11, 12 angeordnet bzw. ausgebildet sind.Alternatively, the movement axis Y, along which the adjusting slide 13 is displaceable, can also be orthogonal to the rotation axis X, as shown in 2 For the sake of clarity, 2 only the locking disk 10 and the adjusting slide 13 are shown, on which the passive and active locking elements 11, 12 are arranged or formed.

Die weiteren Komponenten können jedoch analog zu 1 vorhanden sein.However, the other components can be analogous to 1 to be available.

Gemäß der in 2 dargestellten Variante ist die erste Raststruktur 14A radialaußen an der Rastscheibe 10 und die zweite Raststruktur 14B radialinnen an der Rastscheibe 10 ausgebildet bzw. vorgesehen. Analog dazu ist das Passiv-Rastelement 11 radialaußen an der Rastscheibe 10 und das Aktiv-Rastelement 12 radialinnen an der Rastscheibe 10 angeordnet.According to the 2 In the variant shown, the first locking structure 14A is designed or provided radially on the outside of the locking disk 10 and the second locking structure 14B is designed or provided radially on the inside of the locking disk 10. Analogously, the passive locking element 11 is arranged radially on the outside of the locking disk 10 and the active locking element 12 is arranged radially on the inside of the locking disk 10.

Da der in 2 dargestellte Aufbau bzw. der Stellschlitten 13 mit den daran angeordneten Passiv- und Aktiv-Rastelement 11, 12 keine Verschiebung entlang der Rotationsachse X, sondern orthogonal zu dieser erfordert, kann das Bedienelement 1 mit diesem Aufbau deutlich flacher und kompakter ausgebildet werden.Since the 2 Since the structure shown or the adjusting slide 13 with the passive and active locking elements 11, 12 arranged thereon does not require a displacement along the rotation axis X, but orthogonal to it, the operating element 1 can be made significantly flatter and more compact with this structure.

Dabei ist auch gezeigt, dass das Passiv-Rastelement 11 nicht wie in 1 als Stift oder stiftförmig ausgebildet sein muss, sondern beispielsweise als an dem Stellschlitten 13 drehbar gelagertes Rad, welches elastisch sein kann, sodass es durch seine Elastizität selbst Federkraftbeaufschlagt auf die Rastscheibe 10 wirkt. Alternativ kann ein starres, jedoch weiterhin als drehbar gelagertes Rad ausgebildetes Passiv-Rastelement 11 auch beispielsweise über einen Stößel 35 federkraftbeaufschlagt werden.It is also shown that the passive locking element 11 is not as in 1 as a pin or pin-shaped, but for example as a wheel rotatably mounted on the adjusting slide 13, which can be elastic, so that its elasticity causes it to act on the locking disk 10 with a spring force. Alternatively, a passive locking element 11 which is rigid but still designed as a rotatably mounted wheel can also be subjected to a spring force, for example via a tappet 35.

Weiter wird durch 2 eine Variante dargestellt, bei welcher die zweite Raststruktur 14B feste Rastpunkte vorgibt, wobei in jeden der Rastpunkte das zweite und dazu korrespondierend ausgebildete Aktiv-Rastelement 12 in Eingriff bringbar und die Rotation der Rastscheibe 10 dadurch in beide Richtungen um die Rotationsachse X blockierbar ist.Further, 2 a variant is shown in which the second locking structure 14B specifies fixed locking points, wherein the second and correspondingly designed active locking element 12 can be brought into engagement in each of the locking points and the rotation of the locking disk 10 can thereby be blocked in both directions about the rotation axis X.

Obgleich vorliegend die durch die erste Raststruktur 14A bestimmten ersten Rastpunkte und die durch die zweite Raststruktur 14B bestimmten zweiten Rastpunkte übereinstimmen, können die ersten und zweiten Rastpunkte auch beispielsweise zueinander versetzt sein, sodass jeweils zwischen zwei ersten Rastpunkten ein zweiter Rastpunkt liegt. Alternativ könnten auch mehr oder weniger erste Rastpunkte als zweite Rastpunkte vorgesehen sein.Although in the present case the first locking points determined by the first locking structure 14A and the second locking points determined by the second locking structure 14B correspond, the first and second locking points can also be offset from one another, for example, so that a second locking point is located between each two first locking points. Alternatively, more or fewer first locking points could be provided as second locking points.

Für beide dargestellte Varianten gilt, dass neben der passiven Haptik zusätzlich eine aktive Haptik an dem Bedienknopf 2 bereitstellbar und die durch den Bediener an dem Bedienknopf 2 wahrnehmbare Haptik entsprechend variabel ist.For both variants shown, in addition to the passive haptics, an active haptic can also be provided on the control button 2 and the haptics perceptible by the operator on the control button 2 are correspondingly variable.

Gemäß der in 3 dargestellten Variante ist nicht lediglich ein Aktiv-Rastelement, sondern zwei Aktiv-Rastelemente 12A, 12B vorgesehen, welche jeweils separat voneinander durch je eine dritte Feder 17 und einen jeweiligen zweiten Stellantrieb 20A, 20B zwischen je zwei Stellungen umschaltbar sind. In ihrer jeweiligen ersten Stellung sind die Aktiv-Rastelemente 12A, 12B jeweils im Eingriff mit der Rastscheibe 10 und blockieren jeweils eine Rotation in je eine Richtung, sodass die Rotation der Rastscheibe 10 um die Rotationsachse X in beide Richtungen blockiert ist.According to the 3 In the variant shown, not just one active locking element is provided, but two active locking elements 12A, 12B, which can each be switched separately from one another between two positions by a third spring 17 and a respective second actuator 20A, 20B. In their respective first position, the active locking elements 12A, 12B are each in engagement with the locking disk 10 and block rotation in one direction each, so that the rotation of the locking disk 10 about the rotation axis X is blocked in both directions.

Vorteilhaft bei dieser Variante ist, dass die Aktiv-Rastelemente 12A, 12B durch die separaten zweiten Stellantriebe 20A, 20B getrennt voneinander ansteuerbar sind, sodass gezielt die Rotation der Rastscheibe 10 in beide Richtungen freigebbar, in beide Richtungen sperrbar oder nur in eine bestimmte Richtung um die Rotationsachse X sperr- bzw. freigebbar ist.The advantage of this variant is that the active locking elements 12A, 12B can be controlled separately from one another by the separate second actuators 20A, 20B, so that the rotation of the locking disk 10 can be specifically released in both directions, locked in both directions, or locked or released only in a specific direction around the rotation axis X.

Bei der Variante gemäß 4 ist lediglich ein einzelner zweiter Stellantrieb 20 vorgesehen, welcher jedoch drei Stellungen einnehmen und dadurch zwei Aktiv-Rastelemente 12A, 12B, welche über einen Kopplungskörper 13 verbunden sind, verkippen kann. In der dargestellten Mittelstellung wird die Rotation in beide Richtungen um die Rotationsachse X freigegeben. Verschiebt sich die Antriebsstange des Stellantriebs 20 aus der neutralen Mittelstellung in die erste Stellung, wird das erste Aktiv-Rastelement 12A in Eingriff mit der Rastscheibe 10 gebracht und die Rotation der Rastscheibe 10 in eine erste Richtung um die Rotationsachse X blockiert. Verschiebt sich die Antriebsstange des Stellantriebs 20 aus der neutralen Mittelstellung in die zweite Stellung, wird das zweite Aktiv-Rastelement 12B in Eingriff mit der Rastscheibe 10 gebracht und die Rotation der Rastscheibe 10 in eine zweite Richtung um die Rotationsachse X blockiert. Eine Blockade beider Richtungen ist hierbei entsprechend nicht möglich, jedoch ist der Ansteueraufwand und gegebenenfalls der Platzbedarf durch den Entfall eines Stellantriebs reduziert.In the variant according to 4 only a single second actuator 20 is provided, which can, however, assume three positions and thereby tilt two active locking elements 12A, 12B, which are connected via a coupling body 13. In the middle position shown, rotation is released in both directions about the axis of rotation X. If the drive rod of the actuator 20 moves from the neutral middle position to the first position, the first active locking element 12A is brought into engagement with the locking disk 10 and the rotation of the locking disk 10 is blocked in a first direction about the axis of rotation X. If the drive rod of the actuator 20 moves from the neutral middle position to the second position, the second active locking element 12B is brought into engagement with the locking disk 10 and the rotation of the locking disk 10 is blocked in a second direction about the axis of rotation X. Blocking both directions is therefore not possible in this case, but the control effort and possibly the space requirement are reduced by eliminating an actuator.

Die in den 5 und 6 dargestellten Varianten entsprechen funktional der Ausführungsform gemäß 4, wobei die Aktiv-Rastelemente 12A, 12B mittels ihres Kopplungskörper 13 nicht um die Rastscheibe 10 verkippt werden. Stattdessen sind die Aktiv-Rastelemente 12A, 12B mit dem Kopplungskörper 13, welches dem Stellschlitten entsprechen kann, parallel der Rotationsachse X verschiebbar, sodass die Rotation in der jeweils dargestellten neutralen Mittelstellung nicht blockiert wird und in den beiden aus der Mittelstellung ausgelenkten Stellungen je ein Aktiv-Rastelement 12A, 12B in Eingriff mit der zweiten Raststruktur 14B der Rotationsscheibe 10 ist,
wodurch jeweils eine Rotation in eine der Drehrichtungen um die Rotationsachse X blockiert wird.The 5 and 6 The variants shown correspond functionally to the embodiment according to 4 , whereby the active locking elements 12A, 12B are not tilted around the locking disk 10 by means of their coupling body 13. Instead, the active locking elements 12A, 12B can be moved parallel to the rotation axis X with the coupling body 13, which can correspond to the adjusting slide, so that the rotation is not blocked in the neutral middle position shown in each case and in the two positions deflected from the middle position, one active locking element 12A, 12B is in engagement with the second locking structure 14B of the rotary disk 10,
which blocks rotation in one of the directions of rotation around the rotation axis X.

In 7 ist eine Schnittansicht aus einer anderen Perspektive dargestellt, bei welcher der Schnitt durch die Aktiv-Rastelemente 12A, 12B d.h. im Wesentlichen orthogonal zu dem Schnitt gemäß den 5 und 6 verläuft und welche sowohl für die Variante der 5 als auch der 6 gilt. Dargestellt ist, dass die zwei Aktiv-Rastelementen 12A, 12B jeweils eine schiefe Ebene aufweisen bzw. keilförmig ausgebildet sind, sodass sie entlang dieser schiefen Ebene bei Rotation der Rastscheibe 10 in die entsprechende Richtung entgegen einer von dem nicht dargestellten Stellglied aufgebrachten Kraft aus dem Eingriff mit der Rastscheibe 10 geführt werden und somit die Rotation in jeweils nur eine Richtung blockiert ist.In 7 is a sectional view from a different perspective, in which the section through the active locking elements 12A, 12B is essentially orthogonal to the section according to the 5 and 6 runs and which is applicable to both the variant of 5 as well as the 6 applies. It is shown that the two active locking elements 12A, 12B each have an inclined plane or are wedge-shaped, so that they are guided along this inclined plane when the locking disk 10 rotates in the corresponding direction against a force applied by the actuator (not shown) out of engagement with the locking disk 10 and thus the rotation is blocked in only one direction.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102008049039 B4 [0002]
DE 102011083524 B4 [0002]
DE 102010062176 A1 [0002]
DE 102009013441 A1 [0002]

Claims

Operating element (1) for a motor vehicle, having an operating button (2) which can be rotated about an axis of rotation (X) and which is connected in a rotationally fixed manner to at least one locking disk (10) which can be rotated together with the operating button (2) about the axis of rotation (X), characterized in that the operating element (1) further has a passive locking element (11) and at least one active locking element (12), wherein the passive locking element (11) cooperates with at least one of the locking disks (10) under spring force to generate a passive haptic perceptible by an operator on the operating button (2), and wherein the active locking element (12) can be brought into engagement by a motor with at least one of the locking disks (10) to generate an active haptic perceptible by an operator on the operating button (2) and to block the rotation of the operating button (2) in at least one direction about the axis of rotation (X).

Control element after Claim 1 , wherein the spring force is adjustable by motor, and the operating element (1) further comprises at least one first actuator (20) which is designed to adjust the spring force acting on the passive locking element (11) or via the passive locking element (11) for the spring-loaded interaction of the passive locking element (11) with the at least one locking disk (10).

Control element after Claim 1 or 2 , further comprising at least one second actuator (20) which is designed to cooperate with the active locking element (12) for the motor movement of the active locking element (12) and for generating the active haptics.

Control element after Claim 2 and 3 , wherein the first actuator and the second actuator (20) are integrally formed with each other, to cooperate with the passive locking element (11) for the motorized adjustment of the spring force acting on the passive locking element (11) and/or for generating the passive haptics.

Control element after Claim 3 or 4 , further comprising an adjusting carriage (13) which is connected to the actuator (20) and can be displaced by the actuator (20) along a movement axis (Y), wherein the passive locking element (11) and/or the active locking element (12) are each fixed to the adjusting carriage (13) or are mounted on the adjusting carriage (13) so as to be displaceable with the adjusting carriage (13).

Control element according to one of the Claims 3 until 5 , wherein the second actuator (20) is a bistable linear magnet and is designed to assume exactly two fixed positions, wherein the active locking element (12) is in engagement with the locking disk (10) in a first position and is not in engagement with the locking disk (10) in a second position.

Control element according to one of the Claims 3 until 5 , wherein the active locking element (12) is spring-loaded by a third spring (17), wherein the second actuator (20) is an electromagnet and is designed to bring the active locking element (12) from a first position determined by the third spring (17) into a second position against the spring force applied by the third spring (17), wherein the respective active locking element (12) is in engagement with the locking disk (10) in the first position and not in engagement with the locking disk (10) in the second position, or is not in engagement with the locking disk (10) in the first position and is in engagement with the locking disk (10) in the second position.

Operating element according to the preceding claim, wherein the locking disk (10) has an upper side, a lower side opposite the upper side, an inner contour, in particular a round one, and/or an outer contour, in particular a round one, opposite the inner contour, and the locking disk (10) has at least one locking structure (14A, 14B) on the upper side and/or lower side and/or inner contour and/or outer contour that completely surrounds the rotation axis in the circumferential direction, wherein the passive locking element (11) is designed to engage in at least one of the locking structures (14A, 14B) in order to generate the passive haptics, hindering rotation of the operating button (2) about the rotation axis (X), and/or where the active locking element (12) is designed to engage in at least one of the locking structures (14A, 14B) in order to generate the active haptics, hindering or blocking rotation of the operating button (2) in at least one direction about the rotation axis (X).

Operating element according to one of the two preceding claims, comprising two active locking elements (12A, 12B) and a second actuator (20A, 20B), wherein the two active locking elements (12A, 12B) are each spring-loaded by a respective third spring (17), wherein the respective second actuator (20) each Electromagnet and is designed to bring the respective active locking element (12A, 12B) from a first position determined by the respective third spring (17) into a second position against the spring force applied by the third spring (17), wherein the respective active locking element (12A, 12B) is in engagement with the locking disk (10) in the first position and not in engagement with the locking disk (10) in the second position or is not in engagement with the locking disk (10) in the first position and is in engagement with the locking disk (10) in the second position.

Operating element according to the preceding claim, wherein a rotation of the operating button (2) in one direction about the rotation axis (X) is blocked by one active locking element (12A, 12B) and is not blocked in the opposite direction.

Control element according to one of the Claims 3 until 5 , comprising two active locking elements (12A, 12B) which are connected to one another by a coupling body (13) which can be moved by the second actuator (20), the second actuator (20) being a linear magnet and being designed to assume exactly three fixed positions, in the first position a first active locking element (12A) being in engagement with the locking disk (10) and a second active locking element (12B) not being in engagement with the locking disk (10), in the second position the second active locking element (12B) being in engagement with the locking disk (10) and the first second locking element (12A) not being in engagement with the locking disk (10), in the third position none of the active locking elements (12A, 12B) being in engagement with the locking disk (10).

Operating element according to the preceding claim, wherein the second actuator (20) has a plunger core (21) and a hollow cylindrical casing (22) formed from three electromagnets, in which the plunger core (21) can be moved by a force generated by the electromagnets, wherein each electromagnet determines a position of the plunger core (21) in the casing (22) and one of the three positions of the second actuator (20), or where the second actuator (20) has a plunger core (21) and a hollow cylindrical casing (22) formed from two electromagnets (23, 24), in which the plunger core (21) can be moved by a force generated by the electromagnets, wherein the electromagnets (23, 24) flank a common first permanent magnet (25) and each determine a position of the plunger core in the casing (22) and each determine one of the three positions of the second actuator (20) and where the plunger core (21) a second permanent magnet (26) which, together with the first permanent magnet (25), determines a third position and in particular a neutral middle position of the three positions of the second actuator (20).

Operating element according to one of the preceding claims, wherein the passive locking element (11) is a tappet, a pin, a ball, a body that is convex or concave to the locking disc or a round body that is in particular rotatably mounted itself, the shape of which corresponds to the locking disc (10) on its side facing the locking disc (10) and/or where the active locking element (12) is a tappet, a pin, a ball, a body that is convex, concave or wedge-shaped to the locking disc (10), a round body that is in particular rotatably mounted itself or a flat brake pad, the shape of which corresponds to the locking disc (10) on its side facing the locking disc (10).