DE10305668A1 - Betätigungseinrichtung sowie Verwendung derselben - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Betätigungseinrichtung mit Drehrastbetätigungselement, bei welchem ein Raststift auf ein Rastprofil eingreift, gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Um hierbei eine höhere Kompaktheit zu erreichen, ist erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Rastkraft bzw. Betätigungsrichtung des Raststiftes (13) parallel oder in etwa parallel zur Drechachse (A) des Drehrastbetätigungselementes (11) liegt.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Betätigungseinrichtung mit Drehrastbetätigungselement, bei welchem ein Raststift auf ein Rastprofil eingreift, gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1.
• Betätigungseinrichtungen oder Betätigungselemente dieser Art, bei denen die Drehbewegung nicht gleitend, sondern quasi-kontinuierlich ist oder zumindest eine solche taktile Rückmeldung an den Bediener geben soll, sind vielfach bekannt. Diese werden vielfach an Audiogeräten, zunehmend aber auch in sog. Multifunktionsbedienelementen in Kraftfahrzeugen verwendet. Diese quasi-rastenden Stellungen, die nicht unbedingt elektrisch oder elektronisch diskontinuierlich sein müssen, sondern lediglich Potentiometerabschnitte in taktil erfühlbare Raststellungen unterteilt, ermöglicht auf diese Weise eine einfühligere Einstellung. Diese ist besonders vorteilhaft bei der Bedienung in den sog. Multifunktionsbedieneinheiten in Kraftfahrzeugen. Dort wird ein Drehbetätigungselement vielfach zur Anwahl und Auswahl und zur Ansteuerung von Funktionsmenüs verwendet. Ein Beispiel hierfür ist aus der DE 199 37 463 A1 bekannt.
• Ein unter der Bezeichnung Drehsteller bekannte Betätigungseinrichtung ist aus der DE 100 41 935 A1 bekannt und dieser Drehsteller verfügt über eine mechanische Einrichtung bzw. über mechanische Mittel, bei denen der Drehweg in fühlbar einrastende Teildrehstellungen unterteilbar ist. Hierbei ist eine Achse vorgesehen, die in Wirkverbindung mit einem nach außen geführten Drehknopf steht und mit der geometrischen Drehachse des Drehknopfes zusammenfällt. Auf der Achse sind in senkrechter Wirkrichtung zur Drehachse Federstifte in Führungshülsen eingebracht, die auf einen innenpolygonal ausgebildeten Drehring eingreifen. Wird nun der Drehknopf betätigt, so rasten die Federstifte nach einem entsprechenden Teilwinkelbetrag immer wieder federnd in Vertiefungen des Polygonalzuges ein.
• Dies ist eine mögliche Ausgestaltung, wie sei meistenteils oder sogar grundsätzlich Verwendung findet. Nachteilig ist hierbei, dass die Einrichtung aus vielen Elementen besteht und zudem durch die lotrecht auf die Drehachse eingebrachte Rastkraftwirkung auch eine Mindestdimensionierung der Anordnung erfordert.
• Aus der DE 196 46 226 ist eine Bedienvorrichtung bekannt, bei der ein ortsfest angeordnetes Federelement, welches auf ein am Außenumfang angeordnetes Drehrad eingreift. Dabei ist am äußeren Ende, welches den Wirkeingriff auf das gerändelte Drehrad hat, eine Kugel angeordnet, die in den entsprechenden Rändelvertiefungen des Drehrades Platz findet. Bei dieser Einrichtung ist außerdem noch vorgegeben, dass mit einem Elektromagneten die Federsteifigkeit des Rastelementes oder des Raststiftes verändert werden kann. Auf diese Weise kann die Taktilität bzw. die Kraft mit der eine taktile Rückmeldung erzeugt wird oder die Höhe derselben, elektrisch beeinflusst werden. Aber auch hierbei wird deutlich, dass die Rastwirkung senkrecht zur Drehachse des Drehbetätigungselementes wirkt. Aus diesem Grund wird auch diese Einrichtung relativ voluminös.
• Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, bei einer Betätigungseinrichtung der gattungsgemäßen Art eine größere Kompaktheit zu erreichen, um eine insgesamt kleinbauende Einrichtung zu erhalten. Die gestellte Aufgabe ist bei einer Betätigungseinrichtung der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
• Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Betätigungseinrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen 2–13 angegeben.
• Kern der erfindungsgemäßen Betätigungseinrichtung ist hierbei, dass die Betätigungs- bzw. Rastkraftrichtung des Raststiftes parallel oder in etwa parallel zur Drehachse des Drehbetätigungselementes liegt. Auf diese Weise wird nunmehr im Gegensatz zum Stand der Technik die Rastkraft nicht mehr senkrecht zur Drehachse einwirkend erzeugt, sondern parallel dazu. Hierdurch lassen sich deutlich höhere Kompaktheiten solcher Betätigungseinrichtungen erreichen, so dass diese auch als kleinbauende Einheit platzsparend eingebaut werden kann. Im übrigen ergibt sich daraus ein erheblicher Vorteil im Hinblick auf die Wartung, da zum Austausch dieser Betätigungseinrichtung dieselbe besser zugänglich ist.
• In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass der Raststift am rastwirksamen Ende, welcher Rastkopf genannt wird, rund ausgestaltet ist. Auf diese Weise wird auch hier eine Leichtgängigkeit der Einrichtung ohne dass dieselbe bei der Betätigung hakt, möglich.
• In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass am Drehbetätigungselement selbst eine komplementäre Rastkontur angeformt ist. Diese wirkt dann mit dem Rastkopf entsprechend zusammen.
• In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass die Komplementarität zwischen Rastkopf und Rastkontur nur im Bereich der tiefsten Rastruhlage vorliegt, derart dass die Berührung zwischen Rastkontur und Rastkopf maximal ist.
• In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass die Flanken in der Kontur neben der Rastruhlage weitestgehend geradlinig sind. Dies bedeutet, dass die Rastruhlage zwar eine Komplementarität in ihrer Ausformung hat, jedoch die Flanken, um den Raststift mit dem Rastkopf in die entsprechende Ruhlage zu bringen als geradlinige Flanken in Form von schiefen Ebenen vorgesehen sind.
• Pro Vertiefung ergeben sich somit zwei Flanken, die eine auf der einen und die andere auf der anderen Seite der Rastruhlage.
• In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist eine symmetrische Flankenbildung vorgesehen, wobei die beiden Flanken vorzugsweise einen Winkel von 86° einschließen.
• In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass der Raststift unter Federwirkung steht. Hierdurch wird grundsätzlich auch mechanisch die Rastruhlage immer wieder angestrebt, weil der Raststift mit dem Rastkopf in die Rastruhlage durch Federwirkung geschoben wird.
• In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass die Federwirkung einstellbar ist. Durch die generelle Einstellbarkeit kann auf die taktile Rückwirkung oder Rückmeldung Einfluss genommen werden.
• In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist daher zum einen angegeben, dass die Federwirkung mechanisch einstellbar ist und in anderer Alternative dazu elektrisch einstellbar ist.
• Weiterhin ist vorgesehen, dass in einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung die einstellbare bzw. elektrisch einstellbare Federwirkung programmierbar ist. Auf diese Weise kann für bestimmte Funktionen auch eine bestimmte Rastkraft und damit eine bestimmte Höhe der taktilen Rückmeldung eingestellt bzw. angepasst oder verändert werden.
• In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass der Raststift gegen einen Raststift anderer Raststiftkontur austauschbar ist. Auf diese Weise kann ein wesentlicher Bestandteil der Drehbetätigungseinrichtung universell eingesetzt werden und nur der Einbau verschiedener Raststifte macht ihn dann für einen bestimmten Anwendungszweck optimal.
• In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass das Drehrastbetätigungselement, welches mit der Drehachse gekoppelt bzw. koppelbar ist, gegen ein Drehrastbetätigungselement mit anderer Komplementärkontur austauschbar ist.
• Weiterhin besteht die Erfindung darin, dass ein Betätigungselement dieser Art vorteilhafterweise in einem Klimasteuerungsgerät im Kraftfahrzeug Verwendung findet. Auf diese Weise können die Vorteile, wie sie aus verschiedenen Ausgestaltungsformen, wie oben beschrieben, bereits herleitbar sind, für die Steuerung eines Klimasteuergerätes in einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden.
• Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend näher beschrieben.
• Es zeigt:
• 1: Schematische Darstellung eines Klimasteuerungsgerätes von der Bedienseite.
• 2: Teilelement des in 1 dargestellten Drehrastbetätigungselementes.
• 1 zeigt ein Beispiel für eine erfindungsgemäße Verwendung des erfindungsgemäßen Betätigungselementes in einem Klimasteuerungsgerät 1 in einem Kraftfahrzeug.
• Das Klimasteuerungsgerät 1 enthält eine Reihe von Tastschaltern, wie sie im oberen Bereich, hier nicht näher spezifiziert, dargestellt sind.
• Darüber hinausgehend enthält das Klimasteuerungsgerät 1 in seiner Bedienoberfläche ein Betätigungselement bzw. eine Betätigungseinrichtung mit einem Drehschalter, wie sie bei der erfindungsgemäßen Betätigungseinrichtung Verwendung findet. Diesem Betätigungselement bzw. dieser Betätigungseinrichtung in Form eines Drehknopfes, zumindest ein an der Oberfläche des Bedienelementes sichtbaren Drehknopfes, ist eine Dreheinstellbarkeit für das Klimasteuerungsgerät zugewiesen. Durch die Anwahl verschiedener Tastschalter kann dem Drehrastbetätigungselement jeweils eine Funktion zum feinfühligen Verstellen zugeordnet werden. Das heißt hier kann die sitzplatzbezogene Temperatur individuell eingestellt werden, wenn der entsprechende Tastschalter eine entsprechende Zuweisung des Betätigungselementes vornimmt, bzw. wenn der Bediener diese anwählt. Weiterhin ist nun vorgesehen, dass die Betätigungseinrichtung in Form des Drehknopfes eine taktile Rückmeldung erzeugt.
• Diese taktile Rückmeldung kann, wie in einem Ausgestaltungsbeispiel der Erfindung auch unterschiedlich sein und beispielsweise im endlagennahen Bereich eine stärkere taktile Rückmeldung generieren als im endanschlagsfernen Bereich. Auch unterschiedliche Funktionszuweisungen können unterschiedliche Taktilität erzeugen. Auf diese Weise ist es vorteilhaft, wenn die Raststifte oder der Raststift des Betätigungselementes oder der Betätigungseinrichtung in der entsprechend speziell ausgestalteten Version elektrisch ansteuerbar ist. Auf diese Weise können entsprechende zugewiesene Funktionen dabei in ihrer Taktilität programmierbar sein.
• 2 zeigt im Detail nur noch die erfindungsgemäßen Wirkelemente der Betätigungseinrichtung. Diese Wirkelemente stehen in drehfester Verbindung zum Drehknopf der Betätigungseinrichtung. So ist die Drehachse A auch die Drehachse des Betätigungselementes 10 aus 1. Ausgerichtet zur Drehachse A ist nun das Drehbetätigungselement 11 mit den entsprechend hier dargestellten komplementären Rastkonturen 12. Diese Rastkonturen 12 weisen dabei in ihrer Tiefe, also in den tiefsten Ruhelagepunkten eine entsprechend komplementär gekrümmte Kontur auf, wie der Raststift 13 an seinem Raststiftkopf 14. Dabei ist der Rastkopf 14 des Raststiftes 13 zwar halbkugelförmig. In diesem Ausgestaltungsbeispiel ist die Rastkontur 12 jedoch nur komplementär in einer Schnittdarstellung. Das heißt, die Komplementarität erstreckt sich hier auf ein entsprechendes Band mit einer entsprechenden Krümmung, die sich vollständig an die Krümmung des Raststiftkopfes 14 anschmiegt, jedoch nur in einer Teilkreislinienberührung. Es besteht natürlich auch die Möglichkeit, dass die Kontur 12 des Drehbetätigungselementes volle Komplementarität hat, in dem dieselben Teilkugeln schalenförmig ausgenommen sind. Dies gilt zumindest dann für den Abschnitt bei dem der Raststiftkopf 14 des Raststiftes 13 in der tiefsten Rastlage einliegt.
• Wichtig und wesentlich ist hierbei jedoch, dass die Rastkraft, die mit dem Pfeil nach oben bezeichnet ist parallel zur Drehachse A verläuft, und nicht mehr wie im Stand der Technik senkrecht dazu. Die entsprechend nach unten entgegengesetzt bzw. antiparallel erzeugte Kontaktkraft auf das Kontaktelement, welches hier nicht weiter dargestellt ist, ist dabei ebenfalls parallel bzw. antiparallel zur Drehachse A und nicht mehr senkrecht dazu. Hierdurch entsteht eine hohe Kompaktheit der Anordnung als solche.
• Durch die entsprechend beschriebene Komplementarität der Rastkonturen 12, die sich hier auf einem scheibenförmigen Element an der Unterseite im umfangsnahen Bereich erstrecken, beschreiben jedoch keine symmetrische Wellenlinie. So ist die Tiefe der Raststellung in entsprechender Komplementarität ausgebildet, währenddem die Flanken nicht gekrümmt, sondern geradlinig auslaufen. Zwischen der kreissegmenfförmigen Raststellung und den Flanken besteht zwar ein gleitender Übergang von Krümmung in gerade Fläche oder gerade Linie, jedoch laufen die Flanken, wie gesagt, in geraden Linien oder geraden Flanken aus. Legt man nun an die Flanken in Bedachtem Sinne Schenkel an, so ist in einer vorzugsweisen Ausgestaltung der Drehbetätigungseinrichtung ein Winkel a von 86° gewählt. Bei diesem erreicht man optimale Gleiffunktionen über die Flanken.
• Hierbei muss nämlich auch berücksichtigt werden, dass nicht nur eine sichere und gut geführte und vor allem taktil angenehme Rastruhlage erreicht wird, sondern auch das Anfahren und das Herausfahren in bzw. aus der Rastruhlage muss ebenso komfortabel erfolgen. Zumindest ist dies das Ziel der erfindungsgemäßen Betätigungseinrichtung. Damit kann die Führung des Systems wesentlich besser beeinflusst und auch zielorientiert auf entsprechende Kundenwünsche für den Einsatz in den Geräten angepasst werden.
• Darüber hinausgehend ergibt sich durch die dargestellten Konturen auch ein geringerer Verschleißeffekt, der einer gleichbleibenden gewünschten Haptik abträglich wäre. Die Gleiteigenschaften werden auch mit dem Winkel von 86° besser auf die haptischen Erfordernisse einstellbar. Durch die Veränderung der sog. Raststiftkontur lassen sich haptische Veränderungen derart erzielen, dass die Schalteinheit eine hochwertige Anmutung erfährt. Die taktile Rückmeldung ist damit nicht mehr schwammig, sondern sauber bzw. präzise und ist bei der Verwendung in einem Klimasteuerungsgerät in einem Kraftfahrzeug von vorteilhafter Funktion.

Claims (14)

1. Betätigungseinrichtung mit Drehrastbetätigungselement, bei welchem ein Raststift auf ein Rastprofil eingreift, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungs- oder Rastkraftrichtung des Raststiftes (13) parallel oder in etwa parallel zur Drehachse (A) des Drehrastbetätigungselementes (11) liegt.
2. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Raststift (13) am rastwirksamen Ende (14), welches Rastkopf genannt wird, rund ausgebildet ist.
3. Betätigungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die komplementäre Rastkontur (12) am Drehrastbetätigungselement (11) entsprechend angeformt ist.
4. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Komplementarität nur im Bereich der tiefsten Rastruhlage derart vorliegt, dass die Berührung zwischen Rastkontur (12) und Rastkopf (14) entlang einer Berührungslinie oder entlang einer Fläche maximal ist.
5. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanken in der Rastkontur (12) neben der Rastruhlage weitestgehend geradlinig ausgebildet sind.
6. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanken einer Rastkontur (12) einen Winkel von 86° aufspannen.
7. Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Raststift in Bezug auf seine Rastkraft unter Federwirkung steht.
8. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Federwirkung einstellbar ist.
9. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Federwirkung mechanisch einstellbar ist.
10. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Federwirkung elektrisch einstellbar ist.
11. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische generierte Federwirkung programmierbar ist.
12. Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Raststift gegen einen Raststift mit anderem Rastkopf austauschbar ist.
13. Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehrastbetätigungselement (11) gegen ein Drehrastbetätigungselement mit anderer Komplementärkontur der Rastkontur (12) austauschbar ist.
14. Verwendung einer Betätigungseinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche in einem Klimasteuerungsgerät in einem Kraftfahrzeug.