EP2534549A1 - Drehsteller - Google Patents

Drehsteller

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EP2534549A1
EP2534549A1 EP10814689A EP10814689A EP2534549A1 EP 2534549 A1 EP2534549 A1 EP 2534549A1 EP 10814689 A EP10814689 A EP 10814689A EP 10814689 A EP10814689 A EP 10814689A EP 2534549 A1 EP2534549 A1 EP 2534549A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
control surface
recess
restoring force
locking element
turntable
Prior art date
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Granted
Application number
EP10814689A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP2534549B1 (de
Inventor
Christian Wall
Sten WÄHRISCH
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Audi AG
Original Assignee
Audi AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Audi AG filed Critical Audi AG
Publication of EP2534549A1 publication Critical patent/EP2534549A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2534549B1 publication Critical patent/EP2534549B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G1/00—Controlling members, e.g. knobs or handles; Assemblies or arrangements thereof; Indicating position of controlling members
    • G05G1/08—Controlling members for hand actuation by rotary movement, e.g. hand wheels
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G5/00—Means for preventing, limiting or returning the movements of parts of a control mechanism, e.g. locking controlling member
    • G05G5/03—Means for enhancing the operator's awareness of arrival of the controlling member at a command or datum position; Providing feel, e.g. means for creating a counterforce
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G5/00—Means for preventing, limiting or returning the movements of parts of a control mechanism, e.g. locking controlling member
    • G05G5/06—Means for preventing, limiting or returning the movements of parts of a control mechanism, e.g. locking controlling member for holding members in one or a limited number of definite positions only
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/20—Control lever and linkage systems
    • Y10T74/20576—Elements
    • Y10T74/20636—Detents

Definitions

  • the invention relates to a turntable, comprising a first rotatable member having a wavy or sawtooth profiled control surface and a fixed second part with at least one locking element running on the control surface.
  • Such turntables are used, for example, in motor vehicles and serve to control different functions, which are displayed for example on a display. This can be controlled in the motor vehicle different systems such as a navigation system, an integrated phone, an infotainment system and the like, as well as individual functions can be controlled or selected within the systems. Frequently, such a turntable also has a selection function in that it can be actuated axially to select a desired function, so it has an axial switching function.
  • the use of such a locked turntable is not limited only to the motor vehicle sector, but of course, such a latched, incremental turntable can of course also be used on any other equipment.
  • the turntable has a first rotatable part, which is actively moved by the operator, which has a wavy or sawtooth profiled control surface Control surface running detent
  • the locking element is usually designed as a leaf spring component with a control surface facing locking lug, usually two generally offset by 180 ° arranged latching elements of this type are provided, which are either fixed without play or are stored with little play.
  • the latching lug of the latching element runs on the control surface and is moved out of the latching receptacle via the control surface elevation. Upon further rotation, the latch reaches the tooth tip of the control surface.
  • the invention is thus based on the problem of achieving an improvement of the haptic and acoustic behavior in a turntable of the type mentioned.
  • a turntable according to the invention according to a first alternative of the invention that the locking element in a V-shaped tapering towards the first part recess against a restoring force movable and is received with clearance between the side walls bounding the recess, wherein the locking element so cooperates with the radially oriented control surface, that it is moved when resulting from the movement of the first part accumulation on a survey of the control surface against the one side wall and beats force due to restoring force against the other side wall when the survey is exceeded.
  • the locking element in the recess on the one hand against a restoring force relative to the control surface is movable, d. h., It can be moved over a cam tooth against the restoring force in the recess.
  • the locking element is also received with lateral play in the recess.
  • the recess itself is bounded by two side walls which converge in a V-shape, d. h., That the recess tapers in the direction of the control surface.
  • the locking element for example a ball or a roller, can thus move between the two side walls.
  • the recess is located immediately adjacent to the control surface, d. h. That the recess bounding side walls as close to the control surface.
  • the latching element which has preferably been received in the latching receptacle in a form-fitting manner, runs on the tooth flank of the control tooth following in the direction of rotation, whereby it is simultaneously pressed against the oblique side wall and due to the run-up on the control tooth along this side surface
  • INVOLVED BY REFERENCE (RULE 20.6) is pressed into the recess.
  • the locking element is quasi released, so that it snaps almost opposite to the direction of rotation against the opposite side wall due to the restoring force, which urges it continuously against the control surface, since the cam tooth has been moved so far relative to the recess that the subsequent latching recess is already located in the area below the recess. So it comes to a sudden investment change from one side wall to the opposite side wall. This snap action now generates a distinctive sound that is perceived by the operator, signaling that he has reached the next notch.
  • the V-shaped recess shape thus produces a user-independent acoustic noise in the turntable according to the invention, since the snap action, ie the noise-generating contact change from one side wall to the opposite side wall is ultimately position-dependent, ie depends on the specific position of the respective control tooth moving the detent element. not however from the operating speed. Equally independent of the operating speed is also the haptic behavior, because the operator immediately receives feedback when it comes to plant change, so comes to snap. While the intensity of the noise generation on the mass of the locking element, its material, the applied restoring force and the flank angle of the V-shaped side walls of the recess can be adjusted, the feel of the shape of the control surface and the locking element can be adjusted. Also, only one such locking element is required in the turntable according to the invention, although of course, for example, two such locking elements can be provided.
  • the locking element itself can be as described a ball or a roller. It is therefore a component with simple geometry, which requires no special manufacturing and has low manufacturing tolerances, which can reduce the spread of haptic behavior, d. H.,
  • a spring element is expediently provided, in particular a screw or leaf spring, which always urges the locking element against the control surface.
  • the spring element itself is so mounted, respectively, has a bearing surface for the locking element that this can snap over in the inventive manner from side wall to side wall.
  • a second alternative solution according to the invention provides for a turntable of the aforementioned type according to the invention that the locking element is fixed in position and cooperates with an axially aligned control surface of the axially movable against a restoring force first part, wherein the first part with an axially projecting pin in a recess with radial Game engages, wherein the pin has a frusto-conical shape and the recess has a substantially complementary shape, so that the pin is raised during the resulting from a movement of the first part accumulation on a survey of the control surface against the wall surface of the recess fitting and when exceeding the Pickup recovers due to restoring force and strikes against the opposite wall surface.
  • the second variant of the invention specifies a turntable assembly with an axially oriented control surface.
  • the locking element is positionally stable in this embodiment, d. h., It is - unlike the first embodiment - not even moved. Rather, the first part is moved with the axially aligned control surface, which is both rotatable about the axis of rotation, and is axially movable against a restoring force. This is the case when a cam tooth rests on the locking element.
  • the first part is arranged on a bolt-shaped rotary part, which forms the axis of rotation, axially movable against the restoring force. When turning the rotary part, it is
  • the first part engages with a pin in a recess on the rotary part, wherein the pin is received in the recess with radial play, so something is laterally movable, as of course is also an axial mobility given to the raising and lowering of the first part to enable.
  • Characteristic in this embodiment of the invention in turn, the shaping in the region of the recess and the pin itself.
  • the pin has a frustoconical shape, the recess a complementary shape.
  • the latching element is here, for example, a ball or a roller supported on a receptacle provided on the second part, which in turn is an easily manufactured component of simple geometry, whereby, if necessary, the second part itself may also have a corresponding arched elevation which forms the latching element , so that no separate locking element component must be installed.
  • a spring element is expediently also provided here, in particular a helical spring or leaf spring penetrated by an axis of rotation of the first part. Since in this embodiment of the invention, as described, the first part is axially moved against a restoring force, a symmetrical structure is expedient, since a helical spring is preferably used, which is penetrated by a pin forming the axis of rotation of the first part.
  • FIG. 1 is a plan view of a turntable invention of the first invention
  • FIG. 2 shows the view of the turntable of Fig. 1 with a first
  • FIG. 3 shows the turntable from FIG. 2 with the first part further twisted
  • FIG. 5 is a partial side view of the turntable of FIG. 4 with latching in befindlichem detent element
  • FIG. 6 shows the view according to FIG. 5 with the first part twisted by a first angle
  • FIG. 7 the view of FIG. 6 with further twisted first part.
  • Fig. 1 shows in the form of a schematic representation of a plan view of a turntable 1 according to the invention, comprising a first rotatable part 2 with a quasi the axis of rotation forming central bolt or pin-like rotary member 3 and a control disc 4 arranged thereon with a radial control surface 5, the wave-shaped here is profiled, therefore alternately teeth 6 and 7 recesses 7 has.
  • the first part 2 is rotatable about the central axis, to him a corresponding handle, not shown, is attached, on which the operator acts to turn the first part 2.
  • a fixed second part 8 which has a recess 9 in which a detent element 10, here a ball, is received against a restoring force 11 (shown by the arrow) represented by a spring element not shown in detail.
  • the locking element 10 is movable within the recess 9, so it can be pushed deeper into the recess, by the restoring force 11, it is always urged in the direction of the radially aligned control surface 5.
  • the recess 9 is bounded laterally by two side walls 12, 13, which converge towards one another in the direction of the control surface 5, so that the side wall distance from the control surface 5 tapers.
  • the recess thus has a V-shape.
  • the locking element 10 is laterally movable within the recess, so with play between the side walls 12, 13 added.
  • the latching element 10 is preferably in positive engagement with a latching recess 7, which is positioned directly below the recess 9.
  • the recess 9 opens closely adjacent to the control disk 4, protruding from it in the direction of the control disk 4, the locking element 10 out.
  • the tooth 6a is rotated in the region of the recess 9.
  • the latching element 10 now runs, wherein it is guided by the direction of rotation against the side wall 12 and at the same time is also pressed into the recess 9 along the side wall 12, as FIG. 2 clearly shows. If, starting from FIG. 2, the first part 2 is further rotated, the locking element 10 continues to run on the tooth 6a until it reaches the tooth head 15, that is to say the uppermost point of the tooth 6a. The locking element 10 is at this moment in the position in which it is pushed furthest into the recess 9.
  • the opposite sloping tooth edge 16 connects. Due to the given restoring force 11 occurs immediately after exceeding a sudden, jump-like snap action of the locking element 10, which snaps from its abutment against the side wall 12 in abutment against the side wall 13, as shown in FIG.
  • the latching element 10 thus strongly strikes against the side wall 13, a characteristic clacking noise being generated as acoustic information for the completed latching change due to this impact process.
  • FIG. 4 shows a partial sectional view through a turntable 1 according to the invention of a second embodiment, wherein as far as possible the same reference numerals are used for the same components.
  • a the axis of rotation forming a bolt or pin-like rotary member 3 together with a first part 2 forming control disc 4, on which a here axially aligned control surface 5 comprising teeth 6 and recesses 7 is formed.
  • the first part 2, ie the control disk 4 is axially movable on the rotary part 3, but via the spring element 17, starting from the illustration according to FIG. 4, it is always urged downwards in the direction of the second part 8, so that the control surface 5 is spring-loaded against the two locking elements 10 provided here.
  • the structure is encapsulated by a housing 8.
  • a latching element 10 here again a ball, is received in a position not shown in detail here, d. h., The ball moves - unlike the embodiment of FIG. 1 - 3 - not after the first part 2 is moved in this turntable 1. at
  • a pin 20 is integrally formed on the underside of the control disk 4, which engages in a recess 21 on the projection 19. This way, a kind of dog clutch is realized.
  • the pin 20 has a truncated cone-like shape.
  • the recess 21 has a complementary shape. The pin 20 is received in the recess 21 with lateral play, so it can be moved to the side in this, resulting in a low rotational mobility of the first part 2, so the control disk 4 results around the rotary member 3.
  • the noise is generated by the free mobility of the noise-generating elements. While this was in the first alternative to the invention movable in the recess 8 locking element 10, it is in the second alternative to the invention in the recess 21 movable pin 20 and the movable control disk 4 itself. Also in the second embodiment, a unique feel on the operator side experienced, because with the snapping over the tooth head is also accompanied by a tactile change in the mobility of the turntable 1.

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Abstract

Drehsteller, umfassend ein erstes drehbares Teil mit einer wellen- oder säge- zahnförmig profilierten Steuerfläche und ein feststehendes zweites Teil mit wenigstens einem auf der Steuerfläche laufenden Rastelement, wobei das Rastelement (10) in einer sich zum ersten Teil hin V-förmig verjüngenden Ausnehmung (8) gegen eine Rückstellkraft bewegbar und mit Spiel zwischen den die Ausnehmung (8) begrenzenden Seitenwänden (12, 13) aufgenommen ist, wobei das Rastelement (8) derart mit der radial ausgerichteten Steuerfläche (5) zusammenwirkt, dass es beim aus einer Bewegung des ersten Teils (2) resultierenden Auflaufen auf eine Erhebung der Steuerfläche (5) gegen die eine Seitenwand (12, 13) bewegt wird und bei Überschreiten der Erhebung rückstellkraftbedingt gegen die andere Seitenwand (13, 12) schlägt.

Description

Drehsteller
Die Erfindung betrifft einen Drehsteller, umfassend ein erstes drehbares Teil mit einer wellen- oder sägezahnförmig profilierten Steuerfläche und ein feststehendes zweites Teil mit wenigstens einem auf der Steuerfläche laufenden Rastelement.
Derartige Drehsteller werden beispielsweise in Kraftfahrzeugen eingesetzt und dienen dazu, unterschiedliche Funktionen, die beispielsweise an einem Display dargestellt werden, zu steuern. Hierüber können im Kraftfahrzeug unterschiedliche Systeme wie beispielsweise ein Navigationssystem, ein integriertes Telefon, ein Infotainmentsystem und Ähnliches angesteuert werden, wie auch innerhalb der Systeme einzelne Funktionen gesteuert respektive gewählt werden können. Häufig weist ein solcher Drehsteller auch eine Auswahlfunktion zu, indem er axial zum Anwählen einer gewünschten Funktion betätigt werden kann, er weist also eine axiale Schaltfunktion auf. Die Verwendung eines derartigen rastierten Drehstellers ist jedoch nicht nur auf den Kraftfahrzeugbereich begrenzt, vielmehr kann ein solcher rastierter, in- krementeller Drehsteller natürlich auch an beliebigen anderen Gerätschaften eingesetzt werden.
Um die vielfachen, unterschiedlichsten Funktionen und Einstellungen für den Bediener erkennbar über den Drehsteller zu gestalten ist es erforderlich, durch die Bewegung des Drehstellers allein eine eindeutige Rückmeldung in Form eines haptischen und akustischen Feedbacks zu schaffen, so dass der Bediener beim Bewegen des Drehstellers jede einzelne Bewegung von einer rastierten Position in die nächste sowohl haptisch als auch akustisch„erfährt". Hierzu weist der Drehsteller ein erstes drehbares Teil, das der Bediener aktiv bewegt, auf, das eine wellen- oder sägezahnförmig profilierte Steuerfläche besitzt. Diese wirkt mit einem auf der Steuerfläche laufenden Rast-
EINBEZOGEN DURCH VERWEIS (REGEL 20.6) element zusammen, das an einem feststehenden zweiten Teil, relativ zu welchem das erste Teil bewegt wird, vorgesehen ist. Bei bekannten Drehstellern ist das Rastelement zumeist als Blattfederbauteil mit einer zur Steuerfläche weisenden Rastnase ausgebildet, wobei zumeist zwei in der Regel um 180° versetzt angeordnete Rastelemente dieser Art vorgesehen sind, die entweder spielfrei fixiert sind oder mit geringem Spiel gelagert sind. Beim Drehen des drehbaren Teils läuft die Rastnase des Rastelements auf der Steuerfläche auf und wird über die Steuerflächenerhebung aus der Rastaufnahme herausbewegt. Bei weiterer Drehung erreicht die Rastnase den Zahnkopf der Steuerfläche. Bei wiederum weiterer Drehung gleitet die Rastnase der spielfrei fixierten Feder an der gegenüberliegenden Zahnflanke ab und wandert in die Rastaufnahme, ohne dass es hierbei zu einem Sprung kommt. Erreicht jedoch die Rastnase einer spielbehafteten Feder den Zahnkopf und überschreitet diesen, so wird sie sprungartig in die Rastaufnahme der Steuerfläche verschoben, sie schlägt am gegenüberliegenden Anschlag respektive der gegenüberliegenden Zahnflanke an, wobei es zu einem Klickgeräusch kommt. Das Klickgeräusch, insbesondere dessen Intensität, ist bei spielfrei fixierten Rastelementen jedoch von der Bediengeschwindigkeit abhängig. Dreht der Bediener das erste Teil sehr langsam, so kommt es zu einem quasi„gedämpften", langsamen Hineingleiten des Rastelements in die Rastposition, mithin zu einem geringen Klickgeräusch, anders als bei einer schnellen Drehung, wo die Rastnase sehr schnell und heftig in die Rastaufnahme einschnappt. Es ist bei derartigen spielfrei geführten Rastelementen folglich kein konstantes akustisches Verhalten unabhängig von der Drehung des ersten Teils gegeben. Dafür wird in der Rast ein sehr geringes Verdrehspiel erreicht. Bei spielbehafteter Lagerung der Rastelemente wird eine von der Bediengeschwindigkeit unabhängige Akustik und somit ein konstanteres akustisches Verhalten erzeugt, aber das Verdrehspiel in der Rast steigt, was die haptische Eigenschaften verschlechtert. Denn zur Haptik trägt insbesondere der Einschnappvorgang bei, der wie beschrieben letztlich bediengeschwindigkeitsabhängig ist. D. h., dass sowohl Haptik als auch Akustik je nach Lagerung der Rastelemente und Bediengeschwindigkeit variieren, sich mithin also kein gleichmäßiger Bedienkomfort respektive keine gleichmäßige Rückmeldung an den Bediener einstellt.
EINBEZOGEN DURCH VERWEIS (REGEL 20.6) Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, eine Verbesserung des haptischen und akustischen Verhaltens bei einem Drehsteller der eingangs genannten Art zu erreichen.
Zur Lösung dieses Problems ist bei einem erfindungsgemäßen Drehsteller gemäß einer ersten Erfindungsalternative vorgesehen, dass das Rastelement in einer sich zum ersten Teil hin V-förmig verjüngenden Ausnehmung gegen eine Rückstellkraft bewegbar und mit Spiel zwischen den die Ausnehmung begrenzenden Seitenwänden aufgenommen ist, wobei das Rastelement derart mit der radial ausgerichteten Steuerfläche zusammenwirkt, dass es beim aus der Bewegung des ersten Teils resultierenden Auflaufen auf eine Erhebung der Steuerfläche gegen die eine Seitenwand bewegt wird und bei Überschreiten der Erhebung rückstellkraftbedingt gegen die andere Seitenwand schlägt.
Bei dem erfindungsgemäßen Drehsteller ist das Rastelement in der Ausnehmung zum einen gegen eine Rückstellkraft relativ zur Steuerfläche bewegbar, d. h., es kann über einen Steuerflächenzahn gegen die Rückstellkraft in die Ausnehmung hineinbewegt werden. Zum anderen ist das Rastelement auch mit seitlichem Spiel in der Ausnehmung aufgenommen. Die Ausnehmung selbst ist über zwei Seitenwände begrenzt, die V-förmig aufeinander zulaufen, d. h., dass sich die Ausnehmung in Richtung der Steuerfläche hin verjüngt. Das Rastelement, beispielsweise eine Kugel oder eine Walze, kann sich also zwischen den beiden Seitenwänden bewegen. Die Ausnehmung befindet sich unmittelbar benachbart zur Steuerfläche, d. h., dass die die Ausnehmung begrenzenden Seitenwände möglichst nahe an der Steuerfläche enden.
Im Betrieb läuft bei einer Drehung des ersten Teils das zuvor vorzugsweise formschlüssig in der Rastaufnahme aufgenommene Rastelement auf der Zahnflanke des in Drehrichtung folgenden Steuerflächenzahns auf, wobei es hierbei gleichzeitig gegen die eine schräge Seitenwand gedrückt und aufgrund des Auflaufens auf den Steuerflächenzahn entlang dieser Seitenfläche
EINBEZOGEN DURCH VERWEIS (REGEL 20.6) in die Ausnehmung hineingedrückt wird. Bei Überschreiten des obersten Punktes des Zahnkopfes wird das Rastelement quasi freigegeben, so dass es aufgrund der Rückstellkraft, die es kontinuierlich gegen die Steuerfläche drängt, quasi entgegengesetzt zur Drehrichtung gegen die gegenüberliegenden Seitenwand schnappen, da der Steuerflächenzahn soweit relativ zur Ausnehmung weiterbewegt wurde, dass sich die nachfolgende Rastausneh- mung bereits im Bereich unterhalb der Ausnehmung befindet. Es kommt also zu einem sprunghaften Anlagewechsel von einer Seitenwand an die gegenüberliegende Seitenwand. Dieser Schnapp- oder Stoßvorgang erzeugt nun ein charakteristisches Geräusch, das vom Bediener wahrgenommen wird und ihm signalisiert, dass er die nächste Rastausnehmung erreicht hat.
Die V-förmige Ausnehmungsform erzeugt beim erfindungsgemäßen Drehsteller somit ein bedienungsunabhängiges akustisches Geräusch, da der Schnappvorgang, also der geräuscherzeugende Anlagewechsel von einer Seitenwand zur gegenüberliegenden Seitenwand letztlich allein stellungsabhängig ist, also von der konkreten Position des jeweiligen Steuerflächenzahns, der das Rastelement bewegt, abhängt, nicht jedoch von der Bediengeschwindigkeit. Gleichermaßen von der Bediengeschwindigkeit unabhängig ist auch das haptische Verhalten, denn der Bediener erhält unmittelbar eine Rückmeldung, wenn es zum Anlagenwechsel kommt, also zum Umschnappen kommt. Während sich die Intensität der Geräuscherzeugung über die Masse des Rastelements, dessen Werkstoff, die aufgebrachte Rückstellkraft und den Flankenwinkel der V-förmigen Seitenwände der Ausnehmung einstellen lässt, kann die Haptik über die Form der Steuerfläche und des Rastelements eingestellt werden. Auch ist beim erfindungsgemäßen Drehsteller nur ein solches Rastelement erforderlich, wenngleich natürlich beispielsweise auch zwei derartiger Rastelemente vorgesehen sein können.
Das Rastelement selbst kann wie beschrieben eine Kugel oder eine Walze sein. Es handelt sich also um ein Bauteil mit einfacher Geometrie, das keiner besonderen Herstellung bedarf und geringe Fertigungstoleranzen aufweist, woraus sich die Streuung des haptischen Verhaltens verringern lässt, d. h.,
EINBEZOGEN DURCH VERWEIS (REGEL 20.6) dass alle erfindungsgemäßen Drehsteller quasi ein gleiches haptisches Verhalten aufweisen.
Zur Erzeugung der Rückstellkraft ist zweckmäßigerweise ein Federelement vorgesehen, insbesondere eine Schrauben- oder Blattfeder, die das Rastelement stets gegen die Steuerfläche drängt. Das Federelement ist jedoch selbst so gelagert, respektive weist eine Lagerfläche für das Rastelement auf, dass dieses in der erfindungsgemäßen Weise von Seitenwand zu Seitenwand umschnappen kann.
Eine zweite erfindungsgemäße Lösungsalternative sieht bei einem Drehsteller der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vor, dass das Rastelement lagefest ist und mit einer axial ausgerichteten Steuerfläche des axial gegen eine Rückstellkraft bewegbaren ersten Teils zusammenwirkt, wobei das erste Teil mit einem axial stehenden Zapfen in eine Ausnehmung mit radialem Spiel eingreift, wobei der Zapfen eine kegelstumpfartige Form und die Ausnehmung eine dazu im Wesentlichen komplementäre Form besitzt, so dass der Zapfen beim aus einer Bewegung des ersten Teils resultierenden Auflaufen auf eine Erhebung der Steuerfläche gegen die Wandfläche der Ausnehmung anliegend angehoben wird und bei Überschreiten der Erhebung rück- stellkraftbedingt zurückschnappt und gegen die gegenüberliegende Wandfläche schlägt.
Während die zuvor beschriebene erste Erfindungsalternative einen Drehstelleraufbau mit radial ausgerichteter Steuerfläche beschreibt, so gibt die zweite erfindungsgemäße Lösungsvariante einen Drehstelleraufbau mit axial ausgerichteter Steuerfläche an. Das Rastelement ist bei dieser Ausführung lagefest, d. h., es wird - anders als bei der ersten Ausgestaltung - selbst nicht bewegt. Vielmehr wird das erste Teil mit der axial ausgerichteten Steuerfläche bewegt, das sowohl um die Drehachse drehbar ist, als auch gegen eine Rückstellkraft axial bewegbar ist. Dies ist dann der Fall, wenn ein Steuerflächenzahn auf dem Rastelement aufläuft. Das erste Teil ist an einem bolzenförmigen Drehteil, das die Drehachse bildet, axial gegen die Rück- stellkraft bewegbar angeordnet. Es wird beim Drehen des Drehteils mitge-
EINBEZOGEN DURCH VERWEIS (REGEL 20.6) nommen und damit relativ zu dem feststehenden Rastelement bewegt. Hierzu greift das erste Teil mit einem Zapfen in einer Ausnehmung am Drehteil ein, wobei der Zapfen in der Ausnehmung mit radialem Spiel aufgenommen ist, also etwas seitlich bewegbar ist, wie natürlich auch eine axiale Bewegbarkeit gegeben ist, um das Anheben und Absenken des ersten Teils zu ermöglichen. Charakteristisch bei dieser Erfindungsausgestaltung ist wiederum die Formgebung im Bereich der Ausnehmung und des Zapfens selbst. Der Zapfen weist eine kegelstumpfartige Form auf, die Ausnehmung eine dazu komplementäre Form.
Im Betrieb läuft bei einer durch Drehen des Drehteils bewirkten Drehung des ersten Teils, ausgehend von einem auch hier vorzugsweise formschlüssigen Eingriff des Rastelements in eine Rastaufnahme der Steuerfläche, der Steuerflächenzahn auf dem Rastelement auf. Da dieses feststehend ist, kommt es folglich zu einem Anheben des ersten Teils bei gleichzeitiger Drehung desselben, es wird also gegen die Rückstellkraft axial entlang des bolzenförmigen Drehteils verschoben. Zwangsläufig wird hierbei auch der Lagerzapfen in der Lagerausnehmung angehoben, wobei er während dieser Anhebebewegung an der Wandfläche der Lagerausnehmung infolge des radialen Spiels anliegt. Überschreitet nun der Steuerflächenzahnkopf das Rastelement, so wird hier das erste Teil quasi„freigegeben". Es kommt zu einem quasi sprunghaften Einschnappen des ersten Teils respektive der Rastausnehmung seiner Steuerfläche am Rastelement, nachdem die aufgebaute Rückstellkraft es in diese formschlüssige Raststellung drängt. Verbunden damit ist ein sprunghafter Anlagewechsel des Zapfens an der Wandfläche der Ausnehmung, d. h., dass der Zapfen von einer Wandseite auf die gegenüberliegende Wandseite schnappt und daran anschlägt. Es kommt zu einem flächigen Aufeinanderschlagen, nachdem die jeweiligen Flächensteigungen im Wesentlichen gleich sind.
Auch bei dieser Erfindungsausgestaltung kommt es zu einer definierten Geräuscherzeugung, da der Zapfen stets aufgrund des Einschnappens der steuerflächenseitigen Rastausnehmung am Rastelement, also einem aufgrund der Rückstellkraft erzeugten Drehwinkelsprungs, gegen die Ausneh-
EINBEZOGEN DURCH VERWEIS (REGEL 20.6) mungswand anschlägt. Auch ist eine eindeutige haptische Rückmeldung aufgrund dieses rückstellkraftbedingten Drehwinkelsprungs nach Überschreiten des Zahnkopfes gegeben. Die Höhe der Erregung kann über die Masse der Rastscheibe, deren Werkstoff und den Flankenwinkel der aneinander- schlagenden Flächen eingestellt werden.
Das Rastelement ist auch hier beispielsweise eine an einer am zweiten Teil vorgesehenen Aufnahme gehalterte Kugel oder eine Walze, also wiederum ein einfach herstellbares Bauteil einfacher Geometrie, wobei selbstverständlich bei Bedarf auch das zweite Teil selbst eine entsprechende gewölbte Erhebung, die das Rastelement bildet, aufweisen kann, so dass kein separates Rastelement-Bauteil verbaut werden muss.
Zur Erzeugung der Rückstellkraft ist auch hier zweckmäßigerweise ein Federelement vorgesehen, insbesondere eine von einer Drehachse des ersten Teils durchsetzte Schraubenfeder oder Blattfeder. Da bei dieser Erfindungsausgestaltung wie beschrieben das erste Teil axial gegen eine Rückstellkraft bewegt wird, ist ein symmetrischer Aufbau zweckmäßig, da bevorzugt eine Schraubenfeder eingesetzt wird, die von einem die Drehachse bildenden Zapfen des ersten Teils durchsetzt ist.
Grundsätzlich ist es bei beiden erfindungsgemäßen Ausgestaltungen zweckmäßig, wenn das Rastelement formschlüssig in eine Rastaufnahme der Steuerfläche eingreift. Hierüber kann mit besonderem Vorteil das Verdrehspiel in der Raststellung minimiert werden.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine Aufsicht auf einen erfindungsgemäßen Drehsteller der ersten Erfindungsaltemative,
EINBEZOGEN DURCH VERWEIS (REGEL 20.6) Fig. 2 die Ansicht des Drehstellers aus Fig. 1 mit um einen ersten
Winkel verdrehtem ersten Teil,
Fig. 3 den Drehsteller aus Fig. 2 mit weiter verdrehtem ersten Teil,
Fig. 4 eine Teilschnittansicht eines erfindungsgemäßen Drehstellers der zweiten Erfindungsalternative,
Fig. 5 eine Seitenteilansicht des Drehstellers aus Fig. 4 mit in Raststellung befindlichem Rastelement,
Fig. 6 die Ansicht gemäß Fig. 5 mit um einen ersten Winkel verdrehtem ersten Teil, und
Fig. 7 die Ansicht aus Fig. 6 mit weiter verdrehtem ersten Teil.
Fig. 1 zeigt in Form einer Prinzipdarstellung eine Aufsicht auf einen erfindungsgemäßen Drehsteller 1 , umfassend ein erstes drehbares Teil 2 mit einem quasi die Drehachse bildenden mittigen bolzen- oder zapfenartiges Drehteil 3 und einer daran angeordneten Steuerscheibe 4 mit einer radialen Steuerfläche 5, die hier wellenförmig profiliert ist, mithin also abwechselnd Zähne 6 und Rastausnehmungen 7 aufweist. Das erste Teil 2 ist um die zentrale Achse drehbar, an ihm ist eine nicht gezeigte entsprechende Handhabe befestigt, an der der Bediener angreift, um das erste Teil 2 zu verdrehen.
Dem ersten Teil 2 zugeordnet ist ein feststehendes zweites Teil 8, das eine Ausnehmung 9 aufweist, in der ein Rastelement 10, hier eine Kugel, gegen eine von einem nicht näher gezeigtem Federelement dargestellte Rückstellkraft 11 (dargestellt durch den Pfeil) aufgenommen ist. Das Rastelement 10 ist innerhalb der Ausnehmung 9 beweglich, kann also tiefer in die Ausnehmung hineingeschoben werden, durch die Rückstellkraft 11 wird es stets in Richtung der radial ausgerichteten Steuerfläche 5 gedrängt.
EINBEZOGEN DURCH VERWEIS (REGEL 20.6) Die Ausnehmung 9 ist seitlich über zwei Seitenwände 12, 13 begrenzt, die in Richtung der Steuerfläche 5 aufeinander zulaufen, so dass sich also der Sei- tenwandabstand zur Steuerfläche 5 hin verjüngt. Die Ausnehmung weist also eine V-Form auf. Das Rastelement 10 ist innerhalb der Ausnehmung seitlich bewegbar, also mit Spiel zwischen den Seitenwänden 12, 13 aufgenommen.
In der Ausgangsstellung (Fig. 1) befindet sich das Rastelement 10 bevorzugt formschlüssig in Eingriff mit einer Rastausnehmung 7, die unmittelbar unterhalb der Ausnehmung 9 positioniert ist. Die Ausnehmung 9 mündet eng benachbart zur Steuerscheibe 4, aus ihr ragt in Richtung der Steuerscheibe 4 das Rastelement 10 heraus.
Wird nun das erste Teil 2 ausgehend von der Grundstellung gemäß Fig. 1 gedreht, wie durch den Pfeil P dargestellt ist, so wird der Zahn 6a in den Bereich der Ausnehmung 9 gedreht. Auf seiner Zahnflanke 14 läuft nun das Rastelement 10 auf, wobei es drehrichtungsbedingt gegen die Seitenwand 12 geführt wird und gleichzeitig auch entlang der Seitenwand 12 in die Ausnehmung 9 hineingedrückt wird, wie Fig. 2 deutlich zeigt. Wird nun ausgehend von Fig. 2 das erste Teil 2 weitergedreht, so läuft das Rastelement 10 weiter auf den Zahn 6a auf, bis es den Zahnkopf 15 erreicht, also den obersten Punkt des Zahns 6a. Das Rastelement 10 befindet sich in diesem Moment in der Stellung, in der es am weitesten in die Ausnehmung 9 hineingeschoben ist. Eine minimale Weiterdrehung des ersten Teils 2 führt nun dazu, dass das Rastelement 10 den Zahnkopf 15 überschreitet. An den Zahnkopf 15 schließt sich die gegenüberliegende abfallende Zahnflanke 16 an. Aufgrund der gegebenen Rückstellkraft 11 kommt es unmittelbar nach dem Überschreiten zu einem schlagartigen, sprungförmigen Schnappvorgang des Rastelements 10, das aus seiner Anlage an der Seitenwand 12 in Anlage an die Seitenwand 13 schnappt, wie Fig. 3 zeigt. Durch diesen sprunghaften Anlagewechsel schlägt folglich das Rastelement 10 kräftig an der Seitenwand 13 an, durch diesen Stoßvorgang wird ein charakteristisches Klack- Geräusch als akustische Information für den erfolgten Rastwechsel erzeugt.
EINBEZOGEN DURCH VERWEIS (REGEL 20.6) Wie Fig. 3 zeigt, befindet sich in dieser Position das Rastelement 10 noch nicht vollständig in der nächstfolgenden Rastausnehmung 7a, in diese läuft es jedoch bei Weiterdrehung ein. Durch den sprunghaften Anlagewechsel verbunden mit dem Einlaufen in die Rastausnehmung erfährt der Bediener darüber hinaus auch eine haptische Rückmeldung über den erfolgten Rastwechsel. Durch den Formschluss in der jeweiligen Rastausnehmung 7 wird darüber hinaus das Verdrehspiel in der Rast minimiert. Die Intensität des Klack-Geräuschs kann über die Masse des spielbehafteten Rastelements 10, dessen Werkstoff, die Rückstellkraft und den Flankenwinkel der Seitenwände 12, 13 eingestellt werden.
Bei Drehungen in entgegengesetzter Richtung vollzieht sich der gleiche Vorgang, nur dass dabei das Rastelement 10 über den jeweiligen Zahn, auf den es aufläuft, gegen die Seitenwand 13 bewegt und angehoben wird, wonach es bei Überschreiten des Zahnkopfs gegen die Seitenwand 12 schnappt.
Fig. 4 zeigt eine Teilschnittansicht durch einen erfindungsgemäßen Drehsteller 1 einer zweiten Ausführungsform, wobei soweit möglich für gleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen verwendet werden. Vorgesehen ist ein ein die Drehachse bildendes bolzen- oder zapfenartiges Drehteil 3 nebst einer das erste Teil 2 bildenden Steuerscheibe 4, an der eine hier axial ausgerichtete Steuerfläche 5 umfassend Zähne 6 und Rastausnehmungen 7 ausgebildet ist. Das erste Teil 2, also die Steuerscheibe 4, ist am Drehteil 3 axial bewegbar, über das Federelement 17 wird es, ausgehend von der Darstellung gemäß Fig. 4, jedoch stets nach unten in Richtung des zweiten Teils 8 gedrängt, so dass die Steuerfläche 5 gegen die beiden hier vorgesehenen Rastelemente 10 angefedert ist. Der Aufbau ist über ein Gehäuse 8 gekapselt.
Am zweiten Teil 8 ist in einer hier nicht näher gezeigten Ausnehmung ein Rastelement 10, hier wiederum eine Kugel, lagefest aufgenommen, d. h., die Kugel bewegt sich - anders als bei der Ausgestaltung gemäß Fig. 1 - 3 - nicht, nachdem bei diesem Drehsteller 1 das erste Teil 2 bewegt wird. Bei
EINBEZOGEN DURCH VERWEIS (REGEL 20.6) dieser in Fig. 4 gezeigten Ausgestaltung sind drei Rastelemente 10 um 120° versetzt vorgesehen.
Am Drehteil 3 ist ein im Durchmesser erweiterter Ansatz 19 vorgesehen, über den die Drehlagerung erfolgt. Das Drehteil 3 ist also drehbar gelagert. Um die an ihm axial bewegbare Steuerscheibe 4 bei der Drehung mitnehmen zu können ist ein Zapfen 20 an der Unterseite der Steuerscheibe 4 angeformt, der in eine Ausnehmung 21 am Ansatz 19 eingreift. Hierüber ist also eine Art Klauenkupplung realisiert. Der Zapfen 20 besitzt eine kegel- stumpfartige Form. Die Ausnehmung 21 weist eine dazu komplementäre Form auf. Der Zapfen 20 ist in der Ausnehmung 21 mit seitlichem Spiel aufgenommen, kann in dieser also zur Seite bewegt werden, woraus eine geringe Drehbeweglichkeit des ersten Teils 2, also der Steuerscheibe 4 um das Drehteil 3 resultiert.
Die Funktionsweise dieses Drehstellers 1 ergibt sich aus den Fig. 5 - 7. Die Blickrichtung ist dabei stets auf den Bereich des Eingriffs des Zapfens 20 in die Ausnehmung 21 gerichtet, sie ändert sich also mit der Drehung, weshalb die Darstellungen leicht variieren. Fig. 5 zeigt dabei die Grundstellung, in der die Rastelemente 10, von denen in den Fig. 5 - 7 jeweils nur eines dargestellt ist, in der jeweiligen Rastausnehmung 7 der Steuerfläche 5 formschlüssig eingerastet ist. Wird nun ausgehend von dieser Grundstellung das Drehteil 3 und mit ihm folglich der Ansatz 19 verdreht, wie durch den Pfeil P dargestellt ist, so wird zwangsläufig der Zapfen 20 über die Ausnehmung 21 in Drehrichtung mitgenommen. Hierbei kommt es zu einem Auflaufen der Zahnflanke 14 das in Drehrichtung nachfolgenden Zahns 6a auf das Rastelement 10. Dies führt, siehe Fig. 6, dazu, dass die Steuerscheibe 4 gegen das Federelement 17 angehoben wird. Hierbei wird, siehe Fig. 6 auch der Zapfen 20 in der Ausnehmung 21 abgehoben, er befindet sich in Anlage an der Seitenwand 22 der Ausnehmung 21 , nachdem er hierüber mitgenommen wird.
Mit weitergehender Verdrehung läuft die Zahnflanke 14 immer weiter auf dem feststehenden Rastelement 10 auf, bis der Zahnkopf, also die Zahnspit-
EINBEZOGEN DURCH VERWEIS (REGEL 20.6) ze, auf dem Rastelement 10 aufsteht. Eine inkrementelle Weiterbewegung führt nun dazu, dass es zu einem schlagartigen Drehwinkelsprung der infolge der spielbehafteten Aufnahme des Zapfens 20 in der Ausnehmung 23 ein gewisses Stück in Drehrichtung beweglichen Steuerscheibe 4 kommt. Während dieser sprunghaften Schnappbewegung kommt es zu einer Anlageänderung des Zapfens 20 in der Ausnehmung 21. Er springt von der einen Ausnehmungswandseite 22 auf die gegenüberliegende Wandseite 23. Hierbei kommt es aufgrund des flächigen Anschlagens an dieser Wandfläche 23 zu einer Klackgeräuscherzeugung. Je nachdem, wie groß die Beweglichkeit ist, springt die Steuerscheibe 4 in die nächste Rastausnehmung 7 zumindest teilweise ein.
Auch hier erfolgt also die Geräuscherzeugung durch die freie Beweglichkeit der geräuscherzeugenden Elemente. Während dies bei der ersten Erfindungsalternative das in der Ausnehmung 8 bewegliche Rastelement 10 war, ist es bei der zweiten Erfindungsalternative der in der Ausnehmung 21 bewegliche Zapfen 20 bzw. die bewegliche Steuerscheibe 4 selbst. Auch wird bei der zweiten Ausführungsform eine eindeutige Haptik bedienerseitig erfahrbar, denn mit dem Überschnappen über den Zahnkopf geht auch eine haptisch spürbare Veränderung der Beweglichkeit des Drehstellers 1 einher.
EINBEZOGEN DURCH VERWEIS (REGEL 20.6)

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Drehsteller, umfassend ein erstes drehbares Teil mit einer wellen- oder sägezahnförmig profilierten Steuerfläche und ein feststehendes zweites Teil mit wenigstens einem auf der Steuerfläche laufenden Rastelement, dadurch gekennzeichnet,
dass das Rastelement (10) in einer sich zum ersten Teil hin V-förmig verjüngenden Ausnehmung (8) gegen eine Rückstellkraft bewegbar und mit Spiel zwischen den die Ausnehmung (8) begrenzenden Seitenwänden (12, 13) aufgenommen ist, wobei das Rastelement (8) derart mit der radial ausgerichteten Steuerfläche (5) zusammenwirkt, dass es beim aus einer Bewegung des ersten Teils (2) resultierenden Auflaufen auf eine Erhebung der Steuerfläche (5) gegen die eine Seitenwand (12, 13) bewegt wird und bei Überschreiten der Erhebung rückstell- kraftbedingt gegen die andere Seitenwand (13, 12) schlägt.
2. Drehsteller nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Rastelement (10) eine Kugel oder eine Walze ist.
3. Drehsteller nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass zur Erzeugung der Rückstellkraft ein Federelement (11), insbesondere eine Schrauben- oder Blattfeder, vorgesehen ist.
4. Drehsteller, umfassend ein erstes drehbares Teil mit einer wellen- oder sägezahnförmig profilierten Steuerfläche und ein feststehendes zweites Teil mit wenigstens einem auf der Steuerfläche laufenden Rastelement, dadurch gekennzeichnet,
dass das Rastelement (10) lagefest ist und mit einer axial ausgerichteten Steuerfläche (5) des axial gegen eine Rückstellkraft bewegbaren ersten Teils (2) zusammenwirkt, wobei das erste Teil (2) mit einem axial stehenden Zapfen (20) in eine Ausnehmung (21) mit radialem Spiel
EINBEZOGEN DURCH VERWEIS (REGEL 20.6) eingreift, wobei der Zapfen (20) eine kegelstumpfartige Form und die Ausnehmung (21) eine dazu im wesentlichen komplementäre Form besitzt, so dass der Zapfen (20) beim aus einer Bewegung des ersten Teils (2) resultierenden Auflaufen auf eine Erhebung der Steuerfläche (5) gegen die Wandfläche (22) der Ausnehmung (21) anliegend angehoben wird und bei Überschreiten der Erhebung rückstellkraftbedingt zurückschnappt und gegen die gegenüberliegende Wandfläche (23) schlägt.
Drehsteller nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Rastelement (10) eine in einer am zweiten Teil vorgesehenen Aufnahme gehalterte Kugel oder eine Walze ist.
Drehsteller nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass zur Erzeugung der Rückstellkraft ein Federelement (17), insbesondere eine von einer Drehachse des ersten Teils durchsetzte Schraubenfeder oder Blattfeder vorgesehen ist.
Drehsteller nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Rastelement (10) formschlüssig in eine Rastaufnahme (7) der Steuerfläche eingreift.
EINBEZOGEN DURCH VERWEIS (REGEL 20.6)
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