DE202019107111U1 - Multifunktionales Bedienelement - Google Patents

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    • G05CONTROLLING; REGULATING
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    • G05G1/08Controlling members for hand actuation by rotary movement, e.g. hand wheels
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Abstract

Multifunktionales Bedienelement, umfassend einen Drehknopf (1, 2, 3), der drehbar auf einem Radiallager (5) mit einer Radiallagerhalterung (4) gelagert und mit einem Drehsensor (17) verbunden ist, um Signale zu erzeugen, die sich auf die Drehrichtung und die Drehgeschwindigkeit des Drehknopfes (1, 2, 3) beziehen;
eine Drehknopfhalterung (6), die den Drehknopf (1, 2, 3) sowie das Radiallager (5) und die Radiallagerhalterung (4) aufnimmt und um einen an einer Montageplatte (10) befestigten Schaft (12) schwenkbar ist, wobei der Schaft in einer Richtung parallel zur Ebene der Montageplatte (10) verläuft und die Ebene der Montageplatte (10) senkrecht zur Drehachse des Drehknopfes (1, 2, 3) liegt, wodurch eine geschwenkte Abwärtsbewegung der Drehknopfhalterung (6) mit dem darauf radialgelagerten Drehknopf (1, 2, 3) ermöglicht wird, wobei an der Montageplatte (10) ein Schalter (9) vorgesehen ist, um Signale zu erzeugen, die sich auf die Abwärtsbewegung der Drehknopfhalterung (6) mit dem darauf radialgelagerten Drehknopf (1, 2, 3) beziehen; und
mindestens ein am Schaft (12) vorgesehenes Linearlager (14a, 14b), das eine Schiebebewegung der Drehknopfhalterung (6) mit dem darauf radialgelagerten Drehknopf (1, 2, 3) entlang des Schafts (12) ermöglicht, wobei an der Montageplatte (10) Schalter (16a, 16b) vorgesehen sind, um Signale zu erzeugen, die sich auf die Schiebebewegung der Drehknopfhalterung (6) mit dem darauf radialgelagerten Drehknopf (1, 2, 3) beziehen.

Description

  • GEBIET DER TECHNIK
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Bedienelemente, insbesondere Bedienelemente, die elektronischen Geräten wie z.B. Musikinstrumenten umfangreichere Funktionalitäten eröffnen.
  • HINTERGRUND UND STAND DER TECHNIK
  • Bedienelemente, die mehrere Funktionen erlauben, finden sich in diversen Bereichen der Technik wie z.B. in Computern, Automobilen, Musikinstrumenten u.v.a.
  • Typischerweise haben derartige Bedienelemente große Drehknöpfe mit beweglichen Zusatzfunktionen, weisen aber oft, bedingt durch ihre komplizierte Konstruktion, Schwächen in ihrer Stabilität auf. Je mehr Freiheitsgrade (mechanisch unabhängige Bewegungsrichtungen) vorhanden sind, umso wackeliger bzw. instabiler sind diese Drehknöpfe in allen Neigungs- bzw. Bewegungsrichtungen um ihre Drehachse. Der Hauptgrund dafür ist, dass Drehknöpfe meist auf einer Mittelachse angebracht sind, die zusätzlich axial nach unten beweglich ist, falls Druckschalter-Funktionen vorgesehen sind. Sind die Bedienelemente neben der Druckschalter-Funktion mit noch weiteren zusätzlichen mechanischen Freiheitsgraden (Bewegungen nach oben/unten/ rechts / links) ausgestattet, so erfolgt das in der Regel mittels einer beweglichen neigbaren Achse, die zusätzliche Kipp-Funktionen in die jeweiligen Richtungen erlaubt (Joy-Stick). Alle die die Bewegungen ermöglichenden Bauteile, wie eben die neigbare und nach unten hin bewegliche Mittelachse, auf der der Drehknopf bzw. die Knopffläche angebracht ist und die die zusätzlichen mechanischen Freiheitsgrade (Bewegung nach rechts / links / oben/unten) als Kipp-Funktion erlaubt, führen dazu, dass diese Art von Drehknopf, insbesondere in seiner Ruhe- bzw. Mittelposition wackelig bzw. instabil ist, was unerwünscht ist. Auch ist eine Druckfunktion, wie z.B. das einfache Herunterdrücken, oft nur eingeschränkt nutzbar, da ein derartiger Drehknopf mit Druckfunktion nur in der Mitte der großen Knopffläche (direkt über der Drehachse) vernünftige haptische Eigenschaften (Klick-Feel, Klick-Torque) besitzt und am Randbereich (off-center Area) eines großen Knopfes ein Herunterdrücken schwierig bis unmöglich ist, da sich die durch Druck nach unten hin bewegliche Drehachse in ihrem Laufschacht (Buchse) verkanten kann, wenn die Krafteinwirkung nicht axial zur Drehachse erfolgt. Es treten bei dertigen Bedienelementen also zwei Problemgruppen auf, nämlich eine gewisse Instabilität einerseits und eine schlechte bzw. ungenaue Bedienbarkeit andererseits, was die Genauigkeit der Umsetzung der Eingaben anbelangt. Hinzu kommt noch, dass diese Bedienelemente aufgrund ihrer bereits erwähnten Instabilität oft eine deutlich kürzere Haltbarkeitsdauer haben.
  • Die DE 10 2004 035 078 A1 offenbart einen Schalter, der aus seiner Neutralstellung verschwenkbar ist, sowie eine Kappe, die ebenfalls verschiebbar ist, was wiederum durch ein Schwenkelement realisiert wird. Dieser Schalter weist allerdings kein drehbares Element, wie z.B. ein Potentiometer oder einen Encoder, auf und die Kappe ist aus diesem Grund auch nicht drehbar. Diese eingeschränkte Funktionalität ist daher für manche Anwendungen nicht ausreichend.
  • Die DE 10 2008 061 577 B4 offenbart eine Multifunktionsbedieneinrichtung, die drehbar, nach unten hin kippbar sowie zu beiden Seiten mit einem Schwenkelement schwenkbar ist. Außerdem weist diese Einrichtung eine Rasteinrichtung für die Drehachse auf. Allerdings weist diese Multifunktionsbedieneinrichtung keine linear verschiebbaren Elemente auf. Diese eingeschränkte Funktionalität ist daher für manche Anwendungen ebenfalls nicht ausreichend.
  • Die EP 1 619 706 B1 offenbart eine Steuervorrichtung mit Drehknopfschalter und weist eine lineare Verschiebevorrichtung auf, die als Gleitvorrichtung ausgeprägt ist. Hauptaugenmerk ist, unterschiedliche Funktionen anhand der Position eines Drehknopfes in einem definierten Bewegungsfeld bereitzustellen, weshalb Sensoren vorgesehen sind, die die X-Y-Position des Drehknopfes in seinem Bewegungsfeld erfassen. Die Gleitvorrichtung weist jedoch keine exakte Lagerung auf und zeigt daher eine gewisse Instabilität einerseits und eine schlechte bzw. ungenaue Bedienbarkeit andererseits.
  • Die EP 2 447 971 B1 offenbart eine Verschiebevorrichtung, die der obigen durch ihre inexakte Lagerung ähnelt, insbesondere ist die Lagerung nicht durch Führung auf einer Achse entlang realisiert. Diese Vorrichtung zeigt daher ebenfalls eine gewisse Instabilität einerseits und eine schlechte bzw. ungenaue Bedienbarkeit andererseits.
  • Es besteht also nach wie vor Bedarf an einem Bedienelement, das die obigen Nachteile überwindet.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Bedienelement, insbesondere für elektronische Musikinstrumente, vorzusehen, das vielfältige Funktionalitäten ermöglicht, dabei aber gut zu bedienen ist und eine genauere Umsetzung der Eingaben ermöglicht und bessere Haltbarkeit aufweist.
  • Dies ist erfindungsgemäß erreicht worden mit einem multifunktionalen Bedienelement nach Anspruch 1, umfassend einen Drehknopf, der drehbar auf einem Radiallager mit einer Radiallagerhalterung gelagert und mit einem Drehsensor verbunden ist, um Signale zu erzeugen, die sich auf die Drehrichtung und die Drehgeschwindigkeit des Drehknopfes beziehen; eine Drehknopfhalterung, die den Drehknopf und das Radiallager aufnimmt und um einen an einer Montageplatte befestigten Schaft schwenkbar ist, wobei der Schaft in einer Richtung parallel zur Ebene der Montageplatte verläuft und die Ebene der Montageplatte senkrecht zur Drehachse des Drehknopfes liegt, wodurch eine geschwenkte Abwärtsbewegung der Drehknopfhalterung mit dem darauf radialgelagerten Drehknopf ermöglicht wird, wobei an der Montageplatte ein Schalter vorgesehen ist, um Signale zu erzeugen, die sich auf die Abwärtsbewegung der Drehknopfhalterung mit dem darauf radialgelagerten Drehknopf beziehen; und mindestens ein am Schaft vorgesehenes Linearlager, das eine Schiebebewegung der Drehknopfhalterung mit dem darauf radialgelagerten Drehknopf entlang des Schafts ermöglicht, wobei an der Montageplatte Schalter vorgesehen sind, um Signale zu erzeugen, die sich auf die Seitwärtsbewegung der Drehknopfhalterung mit dem darauf radialgelagerten Drehknopf beziehen.
  • Andere vorteilhafte Merkmale des erfindungsgemäßen Bedienelements sind in den Unteransprüchen offenbart.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt das erfindungsgemäße Bedienelement schräg von oben.
    • 2 zeigt das erfindungsgemäße Bedienelement mit abgehobener Drehknopfkappe.
    • 3 zeigt das erfindungsgemäße Bedienelement in einer Draufsicht.
    • 4 zeigt das erfindungsgemäße Bedienelement in einem vertikalen Querschnitt von der Seite.
    • 5 zeigt das erfindungsgemäße Bedienelement in einem vertikalen Querschnitt in einer Schrägansicht.
    • 6 zeigt das erfindungsgemäße Bedienelement schräg von unten.
    • 7 zeigt das erfindungsgemäße Bedienelement in einer Explosionsansicht.
    • 8 zeigt eine vergrößerte Seitenansicht eines Teils des erfindungsgemäßen Bedienelements.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein multifunktionales Bedienelement, insbesondere für elektronische Musikinstrumente, mit einem Drehknopf, das neben der Drehbewegung zusätzliche Freiheitsgrade in der Bewegung und damit weitere elektrische Eigenschaften bzw. Funktionen eröffnet, nämlich insbesondere
    • - eine Push-Funktion, also ein Herunterdrücken des Drehknopfes, wodurch ein Schaltvorgang ausgelöst bzw. ein Schaltsignal erzeugt wird, das zur weiteren Verarbeitung bereitgestellt wird, und
    • - ein seitliches Drücken (Schieben) des Drehknopfes in eine Richtung in einer Ebene senkrecht zur Drehachse, wodurch ebenfalls Schaltvorgänge ausgelöst bzw. Schaltsignale erzeugt werden, die zur weiteren Verarbeitung bereitgestellt werden,
    sowie optional
    • - eine kapazitive Touch-Funktion, also ein Erfassen, ob Finger den Knopf berühren, wobei das Berühren ein elektrisches Signal auslöst, das zur weiteren Verarbeitung bereitgestellt wird,
    • - eine Messung der ausgeübten Kraft, mit der der Knopf nach unten gedrückt wird, wobei diese Kraft-Sensor-Informationen ebenfalls zur weiteren Verarbeitung bereitgestellt werden, und
    • - eine elektrisch zuschaltbare Rastvorrichtung als weitere mechanische Funktion.
  • In 1 sind die grundlegenden Freiheitsgrade des erfindungsgemäßen Bedienelements gezeigt, d.h. das Drehen nach rechts oder links um die Drehachse des Drehknopfes herum, das Herunterdrücken (Push-Funktion) und das seitliche Verschieben.
  • Wie eingangs erwähnt, weisen herkömmliche Bedienelemente u.a. die Nachteile auf, dass sie instabil, nur eingeschänkt bzw. ungenau bedienbar und oft auch weniger lange haltbar sind. Die vorliegende Erfindung überwindet diese Probleme bei der Umsetzung der obigen Bewegungen durch die folgende erfindungsgemäße Konstruktion.
  • Module und Bestandteile
  • Das erfindungsgemäße multifunktionale Bedienelement besteht generell aus vier übergeordneten Modul-Einheiten, und zwar aus
    • - einem Modul A, umfassend
      • (i) einen Drehknopf und
      • (ii) ein Drehknopfbewegungselement;
    • - einem Modul B, umfassend
      • (iii) ein Drehknopfmontageelement;
    • - einem Modul C, umfassend
      • (iv) eine Montageplatte mit
      • (v) Schaltern zur Erfassung von Seitwärts- und Abwärtsbewegungen;
    • - einem Modul D, umfassend
      • (vi) eine Montageplatte mit
      • (vii) einem Sensorelement zur Erfassung der Drehbewegung.
  • 2 und 3 zeigen den Grundaufbau des erfindungsgemäßen Bedienelements anhand einiger Komponenten obiger Module, nämlich
    • (i) vom Drehknopf des Moduls A die Drehknopfkappe 1, die Kontaktfeder 2 und den Drehknopfkern 3;
    • (ii) vom Drehknopfbewegungselement des Moduls A die Drehknopfhalterung 6;
    • (iii) vom Drehknopfmontageelement des Moduls B den Scharnierachsenhalter 11 und die Federn 13a, 13b;
    • (iv) von Modul C die Montageplatte 10.
  • Die Elemente von Modul D befinden sich unterhalb der Drehknopfkappe 1 bzw. der Montageplatte 10.
  • Der detaillierte Aufbau und die Funktionen bevorzugter Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Bedienelementes werden weiter unten beschrieben. Zunächst seien die weiteren Bestandteile der jeweiligen Modulkomponenten genannt:
    • (i) Der Drehknopf des Moduls A umfasst neben der Drehknopfkappe 1, der Kontaktfeder 2 und dem Drehknopfkern 3 noch eine Radiallagerhalterung 4 und ein Radiallager 5 (4).
    • (ii) Das Drehknopfbewegungselement des Moduls A umfasst neben der Drehknopfhalterung 6 noch Befestigungselemente 7a, 7b und Wegbegrenzungselemente 21a, 21b (4 und 7).
    • (iii) Das Drehknopfmontageelement des Moduls B umfasst neben dem Scharnierachsenhalter 11 und den Federn 13a, 13b noch Halteelemente 8a, 8b, 15a, 15b, einen Schaft 12 und Linearlager 14a, 14b (6 und 7).
    • (iv/v) Die Schalter auf der Montageplatte 10 des Moduls C umfassen Schalter 9 und 16a, 16b (4 und 6).
    • (vi/vii) Das Sensorelement auf der Montageplatte 18 des Moduls D umfasst einen Drehsensor 17 und Befestigungselemente 19a, 19b (4 und 6).
  • In der Regel ist das Bedienelement in eine Gehäuseplatte 20 eingebettet (1 und 4).
  • In einer weiteren Ausführungsform kann der Drehknopf zusätzlich kapazitiv-touch-sensitiv ausgeführt sein. Darüberhinaus kann in einer noch weiteren Ausführungsform zusätzlich eine Einrichtung bzw. ein Sensor zur Messung der beim Drücken ausgeübten Kraft vorgesehen sein. Schließlich kann in einer noch weiteren Ausführungsform eine zusätzliche Rasteinrichtung vorgesehen sein.
  • Aufbau
  • MODUL A
  • Wie der Explosionsansicht in 7 zu entnehmen, ist auf der Drehknopfhalterung 6 das Radiallager 5 mittels der Radiallagerhalterung 4 (es kann sich dabei um ein Kugellager handeln) und den Befestigungselementen 7a, 7b, bei denen es sich z.B. um Schrauben handeln kann, befestigt. Auf dem Radiallager 5 ist der Drehknopfkern 3 aufgesteckt, auf dem wiederum die Drehknopfkappe 1 befestigt ist, was z.B. durch Aufpressen, Aufstecken oder irgendeine andere Methode erfolgen kann, die eine feste Verbindung erlaubt. Weiterhin sind Wegbegrenzungselemente 21a, 21b vorgesehen, um die Abwärtsbewegung des Drehknopfes zu begrenzen.
  • MODUL B
  • Wie der Explosionsansicht in 7 weiterhin zu entnehmen, erstreckt sich vom an der Montageplatte 10 befestigten Scharnierachsenhalter 11 auswärts der bevorzugt aus Metall bestehende Schaft 12, wobei der Schaft 12 in einer Richtung parallel zur Ebene der Montageplatte 10 verläuft und die Ebene der Montageplatte 10 senkrecht zur Drehachse des Drehknopfes liegt. Die Befestigung des Scharnierachsenhalters 11 (und damit des Schafts 12) an der Montageplatte 10 erfolgt anhand von Halteelementen 8a, 8b und 15a, 15b, bei denen es sich z.B. um Gewindemuttern und Schrauben handeln kann. Die Montageplatte 10 kann auch eine elektronische Leiterplatte sein. Auf dem Schaft 12 befinden sich bevorzugt ebenfalls aus Metall bestehende Federn 13a, 13b, die zur Mittenpositionierung der Drehknopfhalterung 6 entlang des Schafts 12 dienen, sowie auf den Schaft 12 aufgeschobene Linearlager 14a, 14b, bei denen es sich ebenfalls um Kugellager handeln kann.
  • MODUL C
  • Wie der Explosionsansicht in 7 weiterhin zu entnehmen, befinden sich auf der Montageplatte 10 der Schalter 9 für die Erfassung der Abwärtsbewegung des Bedienelementes (wie es weiter unten beschrieben ist) sowie Schalter 16a, 16b für die Erfassung von dessen Seitwärtsbewegungen (wie es ebenfalls weiter unten beschrieben ist). Bei den Schaltern kann es sich z.B. um Taktschalter handeln.
  • MODUL D
  • Wie der Explosionsansicht in 7 weiterhin zu entnehmen, ist an der Drehknopfhalterung 6 die Montageplatte 18 mit montiertem Drehsensor 17 durch Befestigungselemente 19a, 19b, bei denen es sich z.B. um Schrauben handeln kann, befestigt. Als Drehimpulsgeber können Encoder wie z.B. mechanische, konduktive, resistive, magnetische, induktive oder optische Encoder dienen.
  • TOUCH-SENSITIVE ERGÄNZUNG
  • Wie bereits erwähnt, kann der Drehknopf in einer weiteren Ausführungsform zusätzlich kapazitiv-touch-sensitiv ausgeführt sein. Dazu sind die Drehknopfkappe 1 und die Kontaktfeder 2 elektrisch leitfähig ausgestaltet. Die leitfähige Kontaktfeder 2 sorgt auf diese Weise für eine elektrische Verbindung zwischen der Drehknopfkappe 1 und dem Schaft des Drehsensors 17.
  • ERGÄNZENDE DRUCKERFASSUNG
  • Darüberhinaus kann in einer noch weiteren Ausführungsform zusätzlich eine Einrichtung bzw. ein Sensor zur Messung der beim Herabdrücken des Drehknopfes ausgeübten Kraft vorgesehen sein, wozu der Sensor ein Erfassungselement 22 sowie ein Übertragungselement 23 umfasst (8). Es kann sich dabei um einen induktiven, kapazitiven oder magnetischen Sensor handeln, wobei der Sensor den Abstand zwischen dem Erfassungselement 22 und dem Übertragungselement 23, das bevorzugt oberhalb des Erfassungselements 22 angeordnet, erfasst. In Ergänzung dazu können die Wegbegrenzungselemente 21a, 21b elastisch ausgestaltet sowie ein elastisches Berührungselement am Schalter 9 vorgesehen sein, um durch Stauchung dieser elastischen Elemente eine Kraftsteigerung zu messen, wie sie z.B. durch weiteres Herabpressen des Drehknopfes erfolgt. Hierzu sollten die Wegbegrenzungselemente 21a, 21b bevorzugt aus einem gummiartigen Material wie z.B. Silikon bestehen, das eine Federwirkung besitzt bzw. gestaucht werden kann. Erfassungselement 22 und Übertragungselement 23 können wie in 8 gezeigt an der Montageplatte 10 bzw. der Drehknopfhalterung 6 angeordnet sein, es sind aber auch andere geeignete Montagepositionen möglich.
  • ERGÄNZENDE RASTEINRICHTUNG
  • In einer noch weiteren Ausführungsform kann beim Einsatz von Encodern als Drehimpulsgeber, die keine eigene Rastvorrichtung aufweisen, zusätzlich per Aktuator (Solenoid-Aktuator als Latch-Version) eine elektrisch zuschaltbare Rasteinrichtung vorgesehen sein, durch die eine gewisse Menge von Schritten pro Umdrehung während des Drehens des Drehknopfes haptisch spürbar ist. Diese Rasteinrichtung ist rein mechanisch und kann unabhängig von der tatsächlichen elektrischen Schrittauflösung, also der elektrischen Anzahl der Schritte pro Umdrehung des Knopfes, sein. Die Rasteinrichtung umfasst dabei mindestens eine unter Federkraft an einer Rastkontur anliegende in einer Hülse geführte Kugel, die bevorzugt aus Stahl besteht. Die mindestens eine Rastkugel liegt unter Federkraft an einer Rastkontur an. Auf der Rastkontur ist eine Anzahl von Rastpositionen angebracht, die als Vertiefungen und/oder Erhöhungen geformt sind. Die mindestens eine geführte Kugel rastet durch die in Hülsen geführten und wirkenden Federn. Die Rastkontur kann als Scheibe oder Zylinder ausgebildet sein, wobei die Rastvertiefungen und Erhöhungen entlang des Umfangs an der Innenseite oder der Außenseite vorgesehen sind. Die Rasteinrichtung kann am Schaft des Drehsensors 17 und an der Montageplatte 18 vorgesehen sein.
  • Funktionen
  • DREHFUNKTION
  • Das Drehen des wie oben beschrieben radialgelagerten Drehknopfes, der mit dem Drehsensor 17 verbunden ist, erzeugt am Drehsensor 17 Signale, die sich auf die Drehrichtung und Drehgeschwindigkeit des Drehknopfes beziehen und für diverse Funktionen verwendet werden können. Anhand dieser Signale kann z.B. mit der Gerätesoftware interagiert werden, indem ein Aufwärts- und Abwärtsnavigieren (Scrollen) erfolgen kann. Auch lassen sich andere Funktionen wie z.B. Filtereinstellungen, Lautstärkeregelungen, sowie kontextabhänge Funktionen usw. steuern. Prinzipiell kann jedoch jede sinnvolle Gerätefunktion in der Gerätesoftware (mapping) mit der Drehfunktion gesteuert werden.
  • PUSHFUNKTION
  • Die Drehknopfhalterung 6, die den radialgelagerten Drehknopf aufnimmt und um den an der Montageplatte 10 befestigten Schaft 12 schwenkbar ist, ermöglicht durch Herabdrücken des Drehknopfes eine geschwenkte Abwärtsbewegung der Drehknopfhalterung 6 mit dem radialgelagerten Drehknopf. Dieses Herabdrücken löst den Schalter 9 aus, dessen Signale für diverse Funktionen verwendet werden können, z.B. kann ein zuvor (z.B. über die obige Drehfunktion) ausgewähltes Element auf dem Display ausgewählt bzw. bestätigt werden. Weiterhin ist es möglich, mit der Pushfunktion Vorgänge im Ablauf zu starten bzw. zu stoppen. Prinzipiell kann jedoch jede sinnvolle Gerätefunktion in der Gerätesoftware (mapping) mit der Pushfunktion gesteuert werden.
  • SEITLICHE VERSCHIEBEFUNKTION
  • Das seitliche Verschieben der Drehknopfhalterung 6 mit dem darauf befindlichen radialgelagerten Drehknopf entlang des Schafts 12 führt zur Auslösung der Schalter 16a, 16b, deren Signale für diverse Funktionen verwendet werden können, z.B. kann vorwärts und rückwärts durch Seiten geblättert werden. Prinzipiell kann jedoch jede sinnvolle Gerätefunktion in der Gerätesoftware (mapping) mit der seitlichen Verschiebefunktion gesteuert werden.
  • KAPIZITIVE TOUCHFUNKTION
  • Durch die oben beschriebene optionale elektrisch leitfähige Ausführung von Drehknopfkappe 1 und Kontaktfeder 2 kann am Drehsensor 17 durch geeignete Methoden eine Kapazitätsveränderung gemessen werden, die durch die Berührung der Drehknopfkappe 1 (z. B. durch Finger) entsteht, und die darauf basierenden Signale können dann zur weiteren Verarbeitung bereitstellt werden. Anhand dieser Signale können z.B. bei Berührung der Knopfoberfläche auf einer Anzeige (z.B. ein Display) die bisher für den Knopf konfigurierten Funktionen aufgezeigt werden. Somit ist es möglich, bevor eine Aktion mit dem Knopf (durch Drehen, Drücken oder Schieben, wie es oben beschrieben wurde) durchgeführt wird, zu wissen, welche zugewiesenen Funktionen dieser Knopf derzeit besitzt. Prinzipiell kann jede andere sinnvolle Gerätefunktion in der Gerätesoftware (mapping) mit der Touchfunktion gesteuert werden.
  • DRUCKERFASSUNGSFUNKTION
  • Bei Druck auf den Drehknopf wird mittels des optional vorgesehenen Drucksensors 22, 23 die auf den Drehknopf ausgeübte Druckkraft erfasst, und die darauf basierenden Signale können zur weiteren Verarbeitung bereitgestellt werden. Diese Signale können z.B. für musikalische Zwecke Verwendung finden. So ist es etwa möglich, bevor eine Instrumentenauswahl durch den Schalter 9 getroffen wird, eine Hörprobe des Instruments abzuspielen. Das kann in folgender Sequenz erfolgen: 1.) Auswahl eines Instruments durch Scrollen und Blättern in der Datenbank; 2.) Vorhören durch Ausübung erhöhten Drucks auf den Drehknopf; 3.) Auswahl eines Instruments durch Niederdrücken des Drehknopfes mit Betätigung des Schalters 9. Prinzipiell kann jede sinnvolle Gerätefunktion in der Gerätesoftware (mapping) mit dieser Druckfunktion gesteuert werden. In optionaler Ergänzung dieser Funktion werden bei niedergedrücktem Drehknopf und ausgelöstem Schalter 9 durch Druckerhöhung die optional elastisch ausgestalteten Wegbegrenzungselemente 21a, 21b sowie das optionale elastisch ausgestaltete Berührungselement am Schalter 9 gestaucht, wodurch mit dem Drucksensor 22, 23 weiterhin eine Kraftsteigerung gemessen werden kann (Aftertouch-Funktion). Die darauf basierenden Signale können z.B. ebenfalls für musikalische Zwecke Verwendung finden. So lassen sich etwa mit dem Drücken Töne modulieren bzw. in Abhängigkeit der Druckstärke verändern. Prinzipiell kann jede andere sinnvolle Gerätefunktion in der Gerätesoftware (mapping) mit dieser ergänzenden Druckfunktion gesteuert werden.
  • RASTFUNKTION
  • Beim Drehen des Drehknopfes werden die Rastkugeln durch die Rastkontur zunächst jeweils entgegen der Federkraft bis zur Mittellage ausgelenkt, bevor sie an der nächsten Rastvertiefung wieder einrasten. Es kann vorgesehen sein, durch einen elektrisch gesteuerten Magnetschalter (Solenoid) die mechanische Rastung von der Rastkontur zu entkoppeln bzw. abzukoppeln, so dass es zu keiner mechanischen Rastung beim Drehvorgang mehr kommt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102004035078 A1 [0004]
    • DE 102008061577 B4 [0005]
    • EP 1619706 B1 [0006]
    • EP 2447971 B1 [0007]

Claims (13)

  1. Multifunktionales Bedienelement, umfassend einen Drehknopf (1, 2, 3), der drehbar auf einem Radiallager (5) mit einer Radiallagerhalterung (4) gelagert und mit einem Drehsensor (17) verbunden ist, um Signale zu erzeugen, die sich auf die Drehrichtung und die Drehgeschwindigkeit des Drehknopfes (1, 2, 3) beziehen; eine Drehknopfhalterung (6), die den Drehknopf (1, 2, 3) sowie das Radiallager (5) und die Radiallagerhalterung (4) aufnimmt und um einen an einer Montageplatte (10) befestigten Schaft (12) schwenkbar ist, wobei der Schaft in einer Richtung parallel zur Ebene der Montageplatte (10) verläuft und die Ebene der Montageplatte (10) senkrecht zur Drehachse des Drehknopfes (1, 2, 3) liegt, wodurch eine geschwenkte Abwärtsbewegung der Drehknopfhalterung (6) mit dem darauf radialgelagerten Drehknopf (1, 2, 3) ermöglicht wird, wobei an der Montageplatte (10) ein Schalter (9) vorgesehen ist, um Signale zu erzeugen, die sich auf die Abwärtsbewegung der Drehknopfhalterung (6) mit dem darauf radialgelagerten Drehknopf (1, 2, 3) beziehen; und mindestens ein am Schaft (12) vorgesehenes Linearlager (14a, 14b), das eine Schiebebewegung der Drehknopfhalterung (6) mit dem darauf radialgelagerten Drehknopf (1, 2, 3) entlang des Schafts (12) ermöglicht, wobei an der Montageplatte (10) Schalter (16a, 16b) vorgesehen sind, um Signale zu erzeugen, die sich auf die Schiebebewegung der Drehknopfhalterung (6) mit dem darauf radialgelagerten Drehknopf (1, 2, 3) beziehen.
  2. Multifunktionales Bedienelement nach Anspruch 1, wobei am Schaft (12) Federn (13a, 13b) vorgesehen sind, um eine Mittenpositionierung der Drehknopfhalterung (6) mit dem darauf radialgelagerten Drehknopf (1, 2, 3) entlang des Schafts (12) zu ermöglichen.
  3. Multifunktionales Bedienelement nach Anspruch 1 oder 2, wobei an der Drehknopfhalterung (6) Wegbegrenzungselemente (21a, 21b) vorgesehen sind, um die Abwärtsbewegung der Drehknopfhalterung (6) mit dem darauf radialgelagerten Drehknopf (1, 2, 3) zu begrenzen.
  4. Multifunktionales Bedienelement nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Radiallager (5) und/oder das mindestens eine Linearlager (14a, 14b) ein Kugellager ist.
  5. Multifunktionales Bedienelement nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Drehknopfkappe (1) und die Kontaktfeder (2) elektrisch leitfähig ausgestaltet sind, sodass eine elektrische Verbindung zwischen der Drehknopfkappe (1) und dem Schaft des Drehsensors (17) hergestellt wird, wodurch Signale erzeugt werden, die sich auf eine Kapazitätsveränderung beziehen, die durch die Berührung der Drehknopfkappe (1) erfolgt.
  6. Multifunktionales Bedienelement nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei ein Sensor zur Messung der beim Herabdrücken des Drehknopfes (1, 2, 3) ausgeübten Kraft vorgesehen ist, wobei der Sensor ein Erfassungselement (22) sowie ein Übertragungselement (23) umfasst.
  7. Multifunktionales Bedienelement nach Anspruch 6, wobei der Sensor (22, 23) ein induktiver, kapazitiver oder magnetischer Sensor ist.
  8. Multifunktionales Bedienelement nach Anspruch 6 oder 7, wobei an der Drehknopfhalterung (6) elastisch ausgestaltete Wegbegrenzungselemente (21a, 21b) vorgesehen sind, um die Abwärtsbewegung der Drehknopfhalterung (6) mit dem darauf radialgelagerten Drehknopf (1, 2, 3) zu begrenzen, sowie ein elastisches Berührungselement am Schalter (9), um Signale zu erzeugen, die sich auf eine Kraftsteigerung beziehen, die durch Stauchung der elastischen Wegbegrenzungselemente (21a, 21b) und des elastischen Berührungselements am Schalter (9) erfolgt.
  9. Multifunktionales Bedienelement nach Anspruch 8, wobei die Wegbegrenzungselemente (21a, 21b) aus Silikon bestehen.
  10. Multifunktionales Bedienelement nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei am Schaft des Drehsensors (17) und an der Montageplatte (18) eine Rasteinrichtung vorgesehen ist.
  11. Multifunktionales Bedienelement nach Anspruch 10, wobei die Rasteinrichtung mindestens eine unter Federkraft an einer Rastkontur anliegende und in einer Hülse geführte Kugel umfasst, wobei auf der Rastkontur eine Anzahl von Rastpositionen vorgesehen ist, die als Vertiefungen und / oder Erhöhungen geformt sind.
  12. Multifunktionales Bedienelement nach Anspruch 11, wobei die Rastkontur als Scheibe oder Zylinder ausgebildet ist, wobei die Rastvertiefungen und Erhöhungen entlang des Umfangs an der Innenseite oder der Außenseite vorgesehen sind.
  13. Multifunktionales Bedienelement nach einem der Ansprüche 10-12, wobei die Rasteinrichtung mittels eines Magnetschalters mechanisch zugeschaltet werden kann.
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