EP2862035A1 - Druck- und drehbetätigbares bedienelement für ein kraftfahrzeug - Google Patents

Druck- und drehbetätigbares bedienelement für ein kraftfahrzeug

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EP2862035A1
EP2862035A1 EP13730195.8A EP13730195A EP2862035A1 EP 2862035 A1 EP2862035 A1 EP 2862035A1 EP 13730195 A EP13730195 A EP 13730195A EP 2862035 A1 EP2862035 A1 EP 2862035A1
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EP
European Patent Office
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switching
input element
bearing block
pressure
elements
Prior art date
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EP13730195.8A
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EP2862035B1 (de
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Wojciech Ficek
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Leopold Kostal GmbH and Co KG
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Leopold Kostal GmbH and Co KG
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Publication date
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Publication of EP2862035A1 publication Critical patent/EP2862035A1/de
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Publication of EP2862035B1 publication Critical patent/EP2862035B1/de
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H25/00—Switches with compound movement of handle or other operating part
    • H01H25/008—Operating part movable both angularly and rectilinearly, the rectilinear movement being perpendicular to the axis of angular movement
    • 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
    • G05G5/06—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
    • G05G5/08—Interlocking of members, e.g. locking member in a particular position before or during the movement of another member
    • G—PHYSICS
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    • G05G9/02—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only
    • G05G9/04—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously
    • G05G9/047—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H19/00—Switches operated by an operating part which is rotatable about a longitudinal axis thereof and which is acted upon directly by a solid body external to the switch, e.g. by a hand
    • H01H19/001—Thumb wheel switches
    • H01H19/003—Thumb wheel switches having a pushbutton actuator
    • H—ELECTRICITY
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H2221/00—Actuators
    • H01H2221/008—Actuators other then push button
    • H01H2221/01—Actuators other then push button also rotatable
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H2221/00—Actuators
    • H01H2221/024—Transmission element
    • H01H2221/03—Stoppers for on or off position
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H2231/00—Applications
    • H01H2231/026—Car

Definitions

  • the invention relates to a pressure and navbetätigbares control for a motor vehicle, in particular steering wheel control, with a
  • roller-shaped, rotatably mounted on a bearing block input member wherein the input member transmits a rotary actuator on a code plate which cooperates with a sensor
  • the bearing block is mounted on the actuating elements of a plurality of switching elements, and wherein a pressure actuation of the input element actuates at least one of the switching elements.
  • the bearing block is based on two
  • the bearing block forms two pivot axes perpendicular to the axis of rotation of the input element, which are supported on actuators of switching elements and that the bearing block between the pivot axes has at least one molded stop element, which at a
  • Pressure actuation limits the actuation path of the input element.
  • the pivot axis lying on the non-pressurized side of the input element does not experience a sufficiently high force to actuate the at least one associated switching element and thus acts simply as a pivot axis about which the bearing block and the associated
  • Input element is pivoted.
  • the integrally formed on the bearing block between the pivot axes at least one stop element has the function to limit the displacement of the input element to a pressure of one side of the input element so far that can build on the non-actuated side no sufficient to actuate the local switching element force.
  • the stop element also fulfills the function in a
  • FIGS. 2 and 3 show basic types of actuation of the operating element
  • FIGS. 4 and 5 an explanation of the rotary sensor system
  • FIGS. 6 to 8 the bearing of the input element
  • FIG. 9 a pressure actuation on the right of the input element
  • FIG. 10 a pressure actuation on the left on the input element
  • FIG. 11 shows a central pressure actuation on the input element
  • Figure 12 shows the pivoting of a centrally mounted
  • Figure 13 shows the pivoting of an inventively mounted
  • FIG. 1 shows an exploded view of a pressure and rotationally actuatable operating element according to the invention.
  • a housing 1 is a
  • Circuit substrate 2 is arranged, which may be embodied for example as a printed circuit board or a ceramic support plate.
  • the circuit substrate 2 carries a plurality of buttons, not shown in the figure, which passes through Switching dome 4 of a resting on the circuit substrate 2 Domschaltmatte 3 are electrically connected to each other.
  • the buttons form so together with the switching domes 4 electrical switching elements, which are each actuated by a pressure on the switching dome 4.
  • the switching plunger 5 are movably mounted in guide sleeves 6, which are integrally formed on a plate-like carrier 7.
  • the switching plunger 5 each have a plateau-like widening 18 at one of their end sections. These widenings 18 are applied to the switching domes 4 of the Domschaltmatte 3, while pin-like portions 27 of the switch plunger 5 are inserted into the guide sleeves 6 and passed through the carrier 7 to its upper side.
  • a bearing block 8 is pivotable
  • a shaft 1 1 is rotatably mounted, which is rotatably connected to a roller-shaped input member 12. Also rotatably connected to the shaft 1 1 are a disc-shaped locking element 13 and a code plate 15th
  • the code disk 15 is part of a sensor device which detects the rotational position of the code disk 15 preferably by an opto-electronic or magnetic measuring method, for example by a Hall sensor.
  • the sensor device may also be designed as a slip ring switch, wherein the code disc as a circuit board or a conductor foil with
  • the sensor device includes at least one sensor 10, which is shown here by way of example as a fork light barrier.
  • the fork light barrier 10 detects incisions 28, which in the code disc 15 angular periodically in Radial direction are introduced.
  • An evaluation circuit not shown here, from the number of a rotation of the
  • Code disc 15 successive interruptions of the forked light barrier 10 determine the respective rotational position of the input member 12. It is expedient if the fork light barrier 10 has a plurality of optical sensor elements, from whose response sequence, the direction of rotation of the code disk 15 can be determined.
  • Circuit carrier 2 or can be connected to an electrical connector on the housing 1.
  • the arrangement of the sensor 10 for detecting a rotary actuator on the bearing block 8 allows a particularly simple construction of the rotary sensor system, since the relative arrangement of code disc 15 and sensor 10 is not caused by movements of the bearing block 8 in a
  • a detent spring 14 which cooperates with the detent element 13 on the shaft 1 1.
  • the housing 1 is closed by a housing cover 16, which has a recess 17 through which the input element 12 can be actuated.
  • the actuation possibilities of the input element 12 are shown schematically in FIGS. 2 and 3 by arrow symbols.
  • the input element 12 is cylindrical, that is designed as a rotationally symmetrical body whose cross-sectional area along its axis of symmetry can either be constant (circular cylinder) or can vary. A part of the lateral surface of the input element 12 is through the recess 17 of the
  • the axis of symmetry of the input element 12 at the same time forms its axis of rotation and coincides with the longitudinal axis of the shaft 11 shown in FIG.
  • the input element 12 is thus about its axis of symmetry and, if none Rotation limiting end stops are provided in both
  • Input element 12 can be triggered. It is essential here that only one of the two pressure switching functions can be triggered at a time, but a simultaneous, accidental actuation of both pressure switching functions is also reliably excluded.
  • FIG. 4 shows a top view of the bearing block 8
  • Input element 12 with the housing cover removed.
  • Rotary actuation of the input element 12 are transmitted via the shaft 1 1 on the code disk 15, which interrupts the beam of light acting as a rotary position sensor fork light barrier 10 after regular angular intervals.
  • FIG. 5 illustrates, on the basis of a sectional view through FIG. 4 along the sectional axis A-A, the interaction of the wave-shaped outer contour 19 of the latching element 13 with a latching lug 20 integrally formed on the latching spring 14, by which the rotary actuation of the input element 12 takes place between latching positions that are distinguishable by haptic.
  • the bearing block 8 is in alignment with the longitudinal axis of the shaft 1 1 at two bearings 21 a, 21 b in the guide grooves 29 against the carrier 7 displaceable or pivotally mounted.
  • Perpendicular to the longitudinal axis of the shaft 1 1 four stub axles 22a, 22b, 22c, 22d are integrally formed on the bearing block 8, which rest on one end portion of a switching plunger 5.
  • Two each in one Escape arranged stub axles 22a, 22c and 22b, 22d together form a respective pivot axis 23a, 23b.
  • a stop pin 24 is integrally formed on both longitudinal sides of the bearing block 8 as a stop element.
  • FIG. 8 initially shows an input element 12 without a pressure actuation.
  • the input element 12, the pivot axes 23a and 23b and the switching tappets 5a, 5b are therefore in their initial position. In this position, none of the switching domes 4a, 4b is actuated and therefore no pressure switching function triggered.
  • pivot axes 23a, 23b which are formed in each case from two stub axles 22a, 22c and 22b, 22d (FIG. 6), are mounted on respective two switching stubs and therefore act correspondingly on two respective switching domes.
  • FIG. 6 The pivot axes 23a, 23b, which are formed in each case from two stub axles 22a, 22c and 22b, 22d (FIG. 6), are mounted on respective two switching stubs and therefore act correspondingly on two respective switching domes.
  • FIG. 6 The pivot axes 23a, 23b, which are formed in each case from two stub axles 22a, 22c and 22b, 22d (FIG. 6)
  • Switching plunger 5a and 5b and accordingly only one respective switching dome 4a and 4b recognizable.
  • Switching plunger 5a, 5b and switching domes 4a, 4b are therefore each
  • Input member 12 is pivoted about the right pivot axis 23b, whereby the stub axle of the pivot axis 23a move down and push the switch plunger 5a against the switching domes 4a.
  • the case of a pressure acting on the center of the input member 12 printing operation is outlined in Figure 1 1. Due to the symmetrically acting force, both pivot axes 23a, 23b are displaced vertically in parallel, and by means of the switching tappets 5a, 5b acting as actuating elements, press together all the associated switching domes 4a, 4b to a certain extent. The vertical displacement ends with the impingement of the stop pin 24 on the end stop 26. As FIG. 11 illustrates, the actuating travel of the switching tappets 5 a, 5 b is too small around one of the switching domes 4 a, 4 b for an additional pivoting movement of the input element 12 or the bearing block 8
  • a central pressure actuation of the input element 12 therefore triggers no switching function.
  • Pivot axes 29enkbaren input element E is sketched in Figures 12 and 13. Depicted is in each case an input element E shown schematically as a rectangle in a side view, specifically once in its initial position (solid lines) and additionally in its
  • FIG. 12 outlines the pivoting of an input element E about a centrally arranged pivot axis S. If a vertical deflection d is to be achieved by a pressure actuation at the edge section of the input element E, this leads to the opposite surface of the element
  • Input element E for a pivoting about an equal section d '.
  • the input element E thus shows the behavior of a
  • a pivoting of an input element E about a pivot axis S 'located at the lower edge shows a negligible deflection on the opposite upper side for the same size of vertical deflection.
  • the haptic therefore corresponds to that of a key actuation and in the case of an input element 12 according to the invention with two pivot axes 23a, 23b, the characteristic of two buttons next to each other, without the coupling is immediately recognizable by the jumping out of the opposite side.

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Description

Druck- und drehbetätigbares Bedienelement für ein Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft ein druck- und drehbetätigbares Bedienelement für ein Kraftfahrzeug, insbesondere Lenkradbedienelement, mit einem
walzenförmigen, auf einem Lagerbock drehbar gelagerten Eingabeelement, wobei das Eingabeelement eine Drehbetätigung auf eine Codescheibe überträgt, die mit einem Sensor zusammenwirkt, wobei der Lagerbock auf den Betätigungselementen mehrerer Schaltelemente gelagert ist, und wobei eine Druckbetätigung des Eingabeelements wenigstens eines der Schaltelemente betätigt.
Ein derartiges Bedienelement aus in der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2007 038 580 A1 bekannt. Bei dem in diesem Dokument
beschriebenen Bedienelement stützt sich der Lagerbock auf zwei
Betätigungselementen ab, die als Schaltdome einer Domschaltmatte ausgeführt sind. Bei einer Druckbetätigung auf die Mitte des Bedienelements kollabieren beide Schaltdome, so dass beide zu den Schaltdomen
gehörenden Schaltelemente betätigt werden. Durch eine außermittige
Druckeinwirkung auf das Eingabeelement ist es zudem möglich, den
Lagerbock leicht zu verkippen, wodurch die beiden Schaltelemente auch unabhängig voneinander einzeln betätigbar sind.
Nachteilig ist allerdings, dass die Betätigung eines einzelnen Schaltelements hier nicht präzise möglich ist. Erfolgt die Druckbetätigung nicht ausreichend weit außermittig oder mit einem zu großen Krafteineinsatz, so ist nicht auszuschließen, dass statt einem Schaltelement beide Schaltelemente zugleich betätigt werden, wodurch unbeabsichtigte Schaltfunktionen ausgelöst werden. Dies gilt umso mehr, da derartige Bedienelemente, die in einem Kraftfahrzeug häufig am Lenkrad angeordnet sind, zumeist blind betätigt werden. Es stellte sich die Aufgabe, ein druck- und drehbetätigbares Bedienelement zu schaffen, welches zwei druckbetätigte Funktionen aufweist, die sicher einzeln auslösbar sind. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Lagerbock zwei Schwenkachsen senkrecht zur Drehachse des Eingabeelements ausbildet, welche sich auf Betätigungselementen von Schaltelementen abstützen und dass der Lagerbock zwischen den Schwenkachsen mindestens ein angeformtes Anschlagelement aufweist, welches bei einer
Druckbetätigung den Betätigungsweg des Eingabeelements begrenzt.
Durch eine Druckbeaufschlagung des rechten oder linken Endabschnitts des Eingabeelements kann eine jeweils unter der Betätigungsstelle liegende Schwenkachse vertikal gegen die Betätigungselemente von Schaltelementen verschoben werden, wodurch die Schaltelemente Schaltfunktionen auslösen.
Die auf der nicht druckbeaufschlagten Seite des Eingabeelements liegende Schwenkachse erfährt keine ausreichend hohe Kraft, um das mindestens eine ihr zugeordnete Schaltelement zu betätigen und wirkt somit einfach als Schwenkachse, um welche der Lagerbock und das damit verbundene
Eingabeelement verschwenkt wird.
Das am Lagerbock zwischen den Schwenkachsen angeformte mindestens eine Anschlagelement hat die Funktion, bei einer Druckbeaufschlagung einer Seite des Eingabeelements den Verschiebeweg des Eingabeelements soweit zu begrenzen, dass sich auf der nichtbetätigten Seite keine zur Betätigung des dortigen Schaltelements ausreichende Kraft aufbauen kann.
Das Anschlagelement erfüllt darüber hinaus die Funktion, bei einer
Druckbeaufschlagung der Mitte des Eingabeelements den Betätigungsweg des Eingabeelements so weit zu begrenzen, dass keines der Schaltelemente unterhalb der Schwenkachsen betätigt wird. Hierdurch wird erreicht, dass eine Druckbeaufschlagung des Eingabeelements immer nur höchstens eine von zwei möglichen Schaltfunktionen auslöst. Die Lagerung des Eingabeelements an einem Lagerbock, der zwei angeformte Schwenkachsen aufweist, hat zudem den Vorteil, dass eine
Druckbeaufschlagung eines Endabschnitts des Eingabeelements kein
Hervorwippen des unbetätigten Endabschnitts bewirkt. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des
erfindungsgemäßen Bedienelements sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Im Folgenden soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung dargestellt und näher erläutert werden. Es zeigen: Figur 1 ein Bedienelement in einer Explosionsansicht,
Figuren 2 und 3 grundlegende Betätigungsarten des Bedienelements,
Figuren 4 und 5 eine Erläuterung der Drehsensorik,
Figuren 6 bis 8 die Lagerung des Eingabeelements,
Figur 9 eine Druckbetätigung rechts auf das Eingabeelement, Figur 10 eine Druckbetätigung links auf das Eingabeelement,
Figur 1 1 eine mittige Druckbetätigung auf das Eingabeelement,
Figur 12 das Verschwenken eines mittig gelagerten
Eingabeelements nach dem Stand der Technik,
Figur 13 das Verschwenken eines erfindungsgemäß gelagerten
Eingabeelements.
Die Figur 1 zeigt eine Explosionsansicht eines erfindungsgemäßen druck- und drehbetätigbaren Bedienelements. In einem Gehäuse 1 ist ein
Schaltungsträger 2 angeordnet, der beispielsweise als eine Leiterplatte oder eine keramische Trägerplatte ausgeführt sein kann. Der Schaltungsträger 2 trägt mehrere, in der Figur nicht dargestellte Schaltflächen, welche durch Schaltdome 4 einer auf dem Schaltungsträger 2 aufliegenden Domschaltmatte 3 elektrisch miteinander verbindbar sind. Die Schaltflächen bilden so zusammen mit den Schaltdomen 4 elektrische Schaltelemente aus, welche jeweils durch eine Druckeinwirkung auf die Schaltdome 4 betätigbar sind.
In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Druckbetätigung der Schaltdome 4 über Schaltstößel 5, welche so Betätigungselemente für die Schaltelemente ausbilden. Die Schaltstößel 5 sind in Führungshülsen 6 beweglich gelagert, die einstückig an einen plattenartigen Träger 7 angeformt sind. Die Schaltstößel 5 weisen jeweils an einem ihrer Endabschnitte eine plateauartige Verbreiterung 18 auf. Diese Verbreiterungen 18 liegen an den Schaltdomen 4 der Domschaltmatte 3 an, während stiftartige Abschnitte 27 der Schaltstößel 5 in die Führungshülsen 6 eingesetzt und durch den Träger 7 bis zu dessen Oberseite hindurchgeführt sind.
An der Oberseite des Trägers 7 ist ein Lagerbock 8 verschwenkbar
angeordnet. An dem Lagerbock 8 ist eine Welle 1 1 drehbar gelagert, die mit einem walzenförmigen Eingabeelement 12 drehfest verbunden ist. Ebenfalls drehfest mit der Welle 1 1 verbunden sind ein scheibenförmiges Rastelement 13 sowie eine Codescheibe 15.
Die Codescheibe 15 ist Teil einer Sensorvorrichtung, welche die Drehstellung der Codescheibe 15 vorzugsweise nach einem optoelektronischen oder magnetischen Messverfahren, zum Beispiel durch einen Hallsensor erfasst. Die Sensorvorrichtung kann auch als ein Schleifringschalter ausgeführt sein, wobei die Codescheibe als eine Leiterplatte oder eine Leiterfolie mit
Kontaktflächen ausgebildet ist.
Zu der Sensorvorrichtung gehört mindestens ein Sensor 10, der hier beispielhaft als eine Gabellichtschranke dargestellt ist. Die Gabellichtschranke 10 erfasst Einschnitte 28, welche in die Codescheibe 15 winkelperiodisch in radialer Richtung eingebracht sind. Eine hier nicht dargestellte Auswerteschaltung kann aus der Anzahl der bei einer Drehung der
Codescheibe 15 erfolgenden Unterbrechungen der Gabellichtschranke 10 die jeweilige Drehstellung des Eingabeelements 12 bestimmen. Zweckmäßig ist, wenn die Gabellichtschranke 10 mehrere optische Sensorelemente aufweist, aus deren Ansprechreihenfolge auch die Drehrichtung der Codescheibe 15 bestimmbar ist.
Der elektrische Anschluss der Gabellichtschranke 10 erfolgt über eine flexible Leiterplatte oder eine Leiterfolie 9, die elektrisch beispielsweise mit dem
Schaltungsträger 2 oder mit einem elektrischen Steckverbinder am Gehäuse 1 verbunden sein kann. Die Anordnung des Sensors 10 zur Erfassung einer Drehbetätigung am Lagerbock 8 ermöglicht einen besonders einfachen Aufbau der Drehsensorik, da die relative Anordnung von Codescheibe 15 und Sensor 10 nicht durch Bewegungen des Lagerbocks 8 bei einer
Druckbetätigung des Eingabeelements 12 verändert wird.
Ebenfalls am Lagerbock 8 angeordnet ist eine Rastfeder 14, die mit dem Rastelement 13 an der Welle 1 1 zusammenwirkt. Das Gehäuse 1 ist durch eine Gehäuseabdeckung 16 abgeschlossen, welche eine Ausnehmung 17 aufweist, durch die hindurch das Eingabeelement 12 betätigbar ist.
Die Betätigungsmöglichkeiten des Eingabeelements 12 sind in den Figuren 2 und 3 schematisch durch Pfeilsymbole dargestellt. Das Eingabeelement 12 ist walzenförmig, das heißt als ein rotationssymmetrischer Körper ausgebildet, dessen Querschnittsfläche entlang seiner Symmetrieachse entweder konstant sein kann (Kreiszylinder) oder auch variieren kann. Ein Teil der Mantelfläche des Eingabeelements 12 ist durch die Ausnehmung 17 der
Gehäuseabdeckung 16 von außen zugänglich. Die Symmetrieachse des Eingabeelements 12 bildet zugleich auch dessen Drehachse aus und fällt mit der Längsachse der in der Figur 1 dargestellten Welle 1 1 zusammen. Das Eingabeelement 12 ist somit um seine Symmetrieachse und, sofern keine die Drehung begrenzenden Endanschläge vorgesehen sind, in beiden
Drehrichtungen unbegrenzt weit drehbar.
Darüber hinaus sind, entsprechend der Darstellung der Figur 3, zwei
Schaltfunktionen durch Druckbetätigungen auf die Endabschnitte des
Eingabeelements 12 auslösbar. Wesentlich hierbei ist, dass immer nur eine der beiden Druckschaltfunktionen auslösbar ist, eine gemeinsame, auch versehentlich erfolgende Betätigung beider Druckschaltfunktionen zugleich aber sicher ausgeschlossen ist.
Die Figur 4 zeigt in einer Draufsicht das am Lagerbock 8 angeordnete
Eingabeelement 12 bei entfernter Gehäuseabdeckung. Drehbetätigungen des Eingabeelements 12 werden über die Welle 1 1 auf die Codescheibe 15 übertragen, welche nach regelmäßigen Winkelabständen den Lichtstrahl der als Drehstellungssensor fungierenden Gabellichtschranke 10 unterbricht.
Beispielsweise durch eine zweistrahlige Ausführung der Gabellichtschranke 10 kann bei einer Drehbetätigung neben der Drehweite auch die Drehrichtung des Eingabeelements 12 bestimmt werden. Die Figur 5 verdeutlicht anhand einer Schnittansicht durch die Figur 4 entlang der Schnittachse A-A das Zusammenwirken der wellenförmigen Außenkontur 19 des Rastelements 13 mit einer an der Rastfeder 14 angeformten Rastnase 20, durch die die Drehbetätigung des Eingabeelements 12 zwischen haptisch unterscheidbaren Raststellungen erfolgt.
Die Figur 6 zeigt den am Träger 7 angeordneten Lagerbock 8. Der Lagerbock 8 ist fluchtend zur Längsachse der Welle 1 1 an zwei Lagerstellen 21 a, 21 b in Führungsnuten 29 gegen den Träger 7 verschieb- bzw. verschwenkbar gelagert. Senkrecht zur Längsachse der Welle 1 1 sind an den Lagerbock 8 vier Achsstummel 22a, 22b, 22c, 22d angeformt, welche auf jeweils einem Endabschnitt eines Schaltstößels 5 aufliegen. Jeweils zwei zueinander in einer Flucht angeordnete Achsstummel 22a, 22c bzw. 22b, 22d bilden zusammen jeweils eine Schwenkachse 23a, 23b aus. Zwischen den Schwenkachsen 23a, 23b ist an beiden Längsseiten des Lagerbocks 8 als Anschlagelement jeweils ein Anschlagszapfen 24 angeformt.
Bei montierter Gehäuseabdeckung 16, dargestellt in der Figur 7, sind die Achsstummel 22a, 22b der Schwenkachsen 23a, 23b in Führungen 25 gelagert, welche die Bewegungsrichtung der Schwenkachsen 23a, 23b stabilisieren.
Das Verschwenken des Eingabeelements 12 und die dadurch ausgelösten Schaltbetätigungen werden nachfolgend anhand der Schnittansichten der Figuren 8 bis 10 erläutert. Die Figur 8 zeigt zunächst ein Eingabeelement 12 ohne eine Druckbetätigung. Das Eingabeelement 12, die Schwenkachsen 23a und 23b sowie auch die Schaltstößel 5a, 5b befinden sich daher in ihrer Ausgangstellung. In dieser Stellung ist keiner der Schaltdome 4a, 4b betätigt und daher auch keine Druckschaltfunktion ausgelöst.
Die Schwenkachsen 23a, 23b, die aus jeweils zwei Achsstummel 22a, 22c bzw. 22b, 22d (Figur 6) ausgebildet sind, sind auf je zwei Schaltstößeln gelagert und wirken daher entsprechend auf jeweils zwei Schaltdome ein. In den Schnittansichten der Figuren 8 bis 1 1 sind davon nur jeweils ein
Schaltstößel 5a bzw. 5b, und dementsprechend nur jeweils ein zugehöriger Schaltdom 4a bzw. 4b erkennbar. Die in diesen Figuren dargestellten
Schaltstößel 5a, 5b und Schaltdome 4a, 4b stehen daher jeweils
stellvertretend für zusammen betätigte Paare von Schaltstößeln und
Schaltdomen.
Erfolgt eine Druckbetätigung auf die rechte Seite des Eingabeelements 12, wie es in der Figur 9 durch eine Pfeil angedeutet ist, so drücken die
Achsstummel 22b der rechten Schwenkachse 23b auf die zugehörigen Schaltstößel 5b, welche diese Krafteinwirkung auf die darunter befindlichen Schaltdome 4b übertragen. Die Schaltdome 4b kollabieren dadurch und schließen hier nicht dargestellte Schaltkontakte auf dem Schaltungsträger 2. Die Verschwenkbewegung des Eingabeelements 12 bzw. des damit verbundenen Lagerbocks 8 erfolgt um die Achsstummel 22a der linken Schwenkachse 23a. Aufgrund der sich durch den Abstand zur
Betätigungsstelle ergebende Hebelübersetzung ergibt sich keine oder höchstens eine kleine vertikale Verschiebung der linken Schaltstößel 5a, so dass die zugehörigen Schaltdome 4a nicht zusammengedrückt werden und damit auch keine Schaltfunktion auslösen. Der Betätigungsweg der linken Schaltstößel 5a wird zusätzlich dadurch begrenzt, dass nach einem
vorgegebenen Betätigungsweg die Anschlagszapfen 24 des Lagerbocks 8 auf Endanschläge 26 am Träger 7 treffen. Dabei werden die Anschlagszapfen 24 selbst zu einem Drehlager, durch das sich die Richtung der Kraftwirkung auf die Achsstummel 23a nun sogar umkehrt und nun von den Schaltstößeln 5a weg gerichtet ist.
Dies gilt entsprechend umgekehrt für eine Druckbetätigung auf die linke Seite des Eingabeelements 12, dargestellt in der Figur 10, bei der das
Eingabeelement 12 um die rechte Schwenkachse 23b verschwenkt wird, wodurch sich die Achsstummel der Schwenkachse 23a nach unten bewegen und die Schaltstößel 5a gegen die Schaltdome 4a drücken. Der Fall einer auf die Mitte des Eingabeelements 12 wirkende Druckbetätigung ist in der Figur 1 1 skizziert. Durch die symmetrisch einwirkende Kraft werden beide Schwenkachsen 23a, 23b vertikal parallel verschoben, und drücken über die als Betätigungselemente wirkenden Schaltstößel 5a, 5b sämtliche zugeordnete Schaltdome 4a, 4b ein Stück weit zusammen. Die vertikale Verschiebung endet mit dem Auftreffen des Anschlagszapfens 24 auf dem Endanschlag 26. Wie die Figur 1 1 verdeutlicht, ist ohne eine zusätzliche Verschwenkbewegung des Eingabeelements 12 bzw. des Lagerbocks 8 der Betätigungsweg der Schaltstößeln 5a, 5b zu gering um einen der Schaltdome 4a, 4b zum
Kollabieren zu bringen. Eine mittige Druckbetätigung des Eingabeelements 12 löst daher keine Schalfunktion aus.
Eine vorteilhafte Eigenschaft des erfindungsgemäßen, um zwei
Schwenkachsen verschenkbaren Eingabeelements E ist in den Figuren 12 und 13 skizziert. Abgebildet ist jeweils ein in einer Seitenansicht schematisch als Rechteck dargestelltes Eingabeelement E und zwar einmal in seiner Ausgangsstellung (durchgezogene Linien) und zusätzlich in seiner
verschwenkten Stellung (schraffierte Linien). Die Lage der Schwenkachse S bzw. S', die senkrecht zur Zeichenebene verläuft, ist jeweils durch einen Punkt angedeutet.
Die Figur 12 skizziert das Verschwenken eines Eingabeelements E um eine zentral angeordnete Schwenkachse S. Soll durch eine Druckbetätigung am Randabschnitt des Eingabeelements E eine vertikale Auslenkung d erreicht werden, so führt dies auf der gegenüberliegende Oberfläche des
Eingabeelements E zum einem Hervorschwenken um einen gleichgroßen Abschnitt d'. Das Eingabeelement E zeigt damit das Verhalten einer
Schaltwippe. Ein solche Schaltbewegung und die daraus resultierende Haptik sind vielfach nicht erwünscht.
Ein Verschwenken eines Eingabeelements E um eine am unteren Rand befindliche Schwenkachse S' zeigt bei gleich großer vertikaler Auslenkung eine vernachlässigbare Auslenkung auf der gegenüberliegenden Oberseite. Die Haptik entspricht daher der einer Tastenbetätigung und im Fall eines erfindungsgemäßen Eingabeelements 12 mit zwei Schwenkachsen 23a, 23b, der Charakteristik von zwei nebeneinander Tasten, ohne dass der Kopplung durch den Hervorwippen der Gegenseite unmittelbar erkennbar wird.
Bezugszeichen
1 Gehäuse
2 Schaltungsträger
3 Domschaltmatte
4 Schaltdome
4a, 4b Schaltdom(paare)
5 Schaltstößel
5a, 5b Schaltstößel(paare)
6 Führungshülsen
7 Träger
8 Lagerbock
9 flexible Leiterplatte oder Leiterfolie
10 Sensor (Gabellichtschranke)
1 1 Welle
12 Eingabeelement
13 Rastelement
14 Rastfeder
15 Codescheibe
16 Gehäuseabdeckung
17 Ausnehmung
18 Verbreiterungen
19 Außenkontur
20 Rastnase
21 a, 21 b Lagerstellen
22a, 22b, 22c, 22d Achsstummel
23a, 23b Schwenkachsen
24 Anschlagszapfen (Anschlagelemente)
25 Führungen
26 Endanschläge 27 Stiftartige Abschnitte
28 Einschnitte
29 Führungsnuten d, d' Auslenkungen
E Eingabeelement
S, S' Schwenkachsen

Claims

Patentansprüche
1 . Druck- und drehbetätigbares Bedienelement für ein Kraftfahrzeug,
insbesondere Lenkradbedienelement, mit einem walzenförmigen, auf einem Lagerbock (8) drehbar gelagerten Eingabeelement (12), wobei das Eingabeelement (12) eine Drehbetätigung auf eine Codescheibe (15) überträgt, die mit einem Sensor (10) zusammenwirkt, wobei der Lagerbock (8) auf den Betätigungselementen (5) mehrerer Schaltelemente (4) gelagert ist, und wobei eine Druckbetätigung des Eingabeelements (12) wenigstens eines der Schaltelemente (4) betätigt, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerbock (8) zwei Schwenkachsen (23a, 23b) senkrecht zur Drehachse des Eingabeelements (12) ausbildet, welche sich auf
Betätigungselementen (5, 5a, 5b) von Schaltelementen abstützen und dass der Lagerbock (8) zwischen den Schwenkachsen mindestens ein angeformtes Anschlagelement (24) aufweist, welches bei einer
Druckbetätigung den Betätigungsweg des Eingabeelements (12) begrenzt.
2. Bedienelement nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die
Schaltelemente als Domschaltkontakte ausgeführt sind.
3. Bedienelement nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltelemente als Mikroschalter ausgeführt sind.
4. Bedienelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Betätigungselemente die Schaltdome (4, 4a, 4b) einer Domschaltmatte (3) sind.
5. Bedienelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass
Betätigungselemente als Schaltstößel (5, 5a, 5b) ausgeführt sind, die auf als Domschaltkontakte ausgebildete Schaltkontakte einwirken können.
6. Bedienelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass
Betätigungselemente als Schaltstößel (5, 5a, 5b) ausgeführt sind, die auf Mikroschalter einwirken.
7. Bedienelement nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das
Bedienelement in das Lenkrad oder das Armaturenbrett eines
Kraftfahrzeugs eingebaut ist.
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