EP2972644A1 - Eingabeeinheit für ein druck- und drehbetätigbares bedienelement - Google Patents

Eingabeeinheit für ein druck- und drehbetätigbares bedienelement

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EP2972644A1
EP2972644A1 EP14709242.3A EP14709242A EP2972644A1 EP 2972644 A1 EP2972644 A1 EP 2972644A1 EP 14709242 A EP14709242 A EP 14709242A EP 2972644 A1 EP2972644 A1 EP 2972644A1
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EP
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input element
input unit
input
latching
carrier
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Leopold Kostal GmbH and Co KG
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    • 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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    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/20—Control lever and linkage systems
    • Y10T74/20012—Multiple controlled elements
    • Y10T74/20201—Control moves in two planes

Definitions

  • Input unit for a pressure- and rotary-actuated operating element
  • the invention relates to an input unit for a pressure- and rosbetätigbares operating element, with a cylindrical input member which is rotatably mounted on a support, wherein the carrier is pivotally mounted against a housing part.
  • Such a pressure and navbetätigbares control element is known for example from German patent application DE 10 201 1 103 670 A1.
  • an approximately cylindrical input element is connected to a shaft which is mounted on a carrier.
  • a rotary sensor implemented for example by a code disk and a
  • the carrier is mounted on at least one switching element which generates an electrical signal when pressure is applied to the input element.
  • the switching elements can be used as a microswitch or as a switching dome
  • a ratchet wheel arranged outside the input element on the shaft has an integrally formed latching cam along its circumference.
  • a locking bolt which on a rotatable, spring-loaded Lever is arranged.
  • Input element moves the lever against a stop and prevented by blocking the ratchet wheel, the simultaneous execution of a
  • Input member has a cavity in which a latching cam is slidably disposed, that an end face of the locking cam has a latching cam, which is pressed by a force acting in the axial direction of the input element on the Rasthülsen redesign spring against a latch on the carrier, and that the other end face of the locking cam Has one or more projections, which can be inserted by an axial displacement of the locking cam against the input member in a recess of the housing part.
  • Locking curve body in a cavity of the input element allow a very compact design of the input unit, especially there no Installation space for a ratchet next to the input element must be provided.
  • Figures 1, 3 and 5 each show a sectional view through an input unit, in
  • FIG. 1 shows a sectional view through an input unit as part of a pressure- and rotationally actuatable operating element, as may be used, for example, on the steering wheel of a motor vehicle.
  • control element such as rotary sensors, switches or Domschaltmatten whose description is incidental to the presentation of the invention and their possible embodiments,
  • German Patent Application DE 10 201 1 670 A1 are known.
  • the input unit has a rotationally symmetrical roller-shaped
  • Input element 1 which is rotatably mounted on a support 2 by means of a shaft 9 extending along its axis of symmetry. Connected to the shaft 9 and preferably attached to the carrier 2 is not one here
  • Fork light barrier or an electric pulse generator can be executed, the one on basically known and therefore not closer
  • rotational actuations of the connected to the shaft 9 input element 1 detects and converts into evaluable electrical signals.
  • a section of the lateral surface 13 of the input element 1 is accessible via a recess in a control panel 12, so that the input element 1 can be rotated together with the shaft 9.
  • the interior of the input element 1 forms a
  • Cavity 14 in which a latching cam 10 is slidably disposed.
  • the latching cam 10 has an integrally formed on one end face
  • Locking cam 4 forms a plurality of regular elevations and depressions on which a arranged on the carrier 2 locking lug 5 is applied.
  • Locking cam 4 is loaded by a compression spring 6, which is supported on the input element 1 and the locking cam 4 presses against the locking lug 5.
  • a compression spring 6 which is supported on the input element 1 and the locking cam 4 presses against the locking lug 5.
  • the position of the detent cam 10 is shown, this relative to Input element 1 assumes, if this is neither pressure nor rotationally operated (neutral position).
  • Locking cam 10 so far moved against the spring 6, that its projections 7 engage in a recess 8 in the wall portion 1 1 ( Figure 3). Since this takes place periodically in a rotational movement of the input element 1 in rapid succession, the projections 7 engaging in the recess 8 thereby block a vertical pivoting movement
  • Locking cam 4 whereby the projections 7, as shown in Figures 1 and 5, even before the wall portion 1 1 ends and not block a displacement or pivoting of the carrier 2 by a pressure actuation. Is a pressure operation by a force on the
  • the carrier 2 moves with the input element 1 in Direction to the housing part 3.
  • the projections 7 are located below the recess 8 of the wall portion 1 first Since the distance between the projections 7 and the solid part of the wall portion 1 1 is less than the height of the elevations of the latching cam 4, it is no longer possible to move by a rotation of the input element 1, the elevations of the latching cam 4 on the locking lug 5, since the moldings 7 before on the
  • Pressing the input member 1 blocks a simultaneous rotational movement.
  • Such controls may preferably be used in motor vehicles and in particular as coupling elements in

Abstract

Beschrieben wird eine Eingabeeinheit für ein druck- und drehbetätigbares Bedienelement, mit einem walzenförmigen Eingabeelement, das auf einem Träger drehbar gelagert ist, wobei der Träger gegen ein Gehäuseteil verschwenkbar angeordnet ist, wobei das Eingabeelement einen Hohlraum aufweist, in der ein Rastkurvenkörper verschiebbar angeordnet ist, wobei eine Stirnseite des Rastkurvenkörpers eine Rastkurve aufweist, die durch eine in axialer Richtung des Eingabeelements auf den Rasthülsenkörper wirkende Feder gegen eine Rastnase am Träger gedrückt wird, und wobei die andere Stirnseite des Rastkurvenkörpers eine oder mehrere Anformungen aufweist, die durch eine axiale Verschiebung des Rastkurvenkörpers gegen das Eingabeelement in eine Ausnehmung des Gehäuseteils einschiebbar sind.

Description

Eingabeeinheit für ein druck- und drehbetätigbares Bedienelement
Die Erfindung betrifft eine Eingabeeinheit für ein druck- und drehbetätigbares Bedienelement, mit einem walzenförmigen Eingabeelement, das auf einem Träger drehbar gelagert ist, wobei der Träger gegen ein Gehäuseteil verschwenkbar angeordnet ist.
Viele Bedienelemente, insbesondere solche in Kraftfahrzeugen, werden heutzutage mit mehreren Funktionen belegt. Als Beispiel sei ein
Lenkradbedienelement mit einem Drehrändel genannt, das unbegrenzt drehbar ist und das zusätzlich eine oder mehrere druckbetätigbare
Schaltfunktionen aufweist. Um Fehlbedienungen zu vermeiden, ist es erwünscht, dass verschiedene Betätigungsarten nicht gleichzeitig ausgeführt werden können.
Ein derartiges druck- und drehbetätigbares Bedienelement ist beispielsweise aus der deutschen Patentanmeldung DE 10 201 1 103 670 A1 bekannt. Bei dem in diesem Dokument beschriebenen Bedienelement ist ein annähernd zylinderförmiges Eingabeelement mit einer Welle verbunden, die auf einem Träger gelagert ist. Ebenfalls mit der Welle verbunden ist ein Drehsensor, ausgeführt beispielsweise durch eine Codescheibe und eine
Gabellichtschranke, welcher Drehbetätigungen des Eingabeelements erfasst. Der Träger ist auf mindestens einen Schaltelement gelagert, das bei einer Druckeinwirkung auf das Eingabeelement ein elektrisches Signal erzeugt. Die Schaltelemente können als Mikroschalter oder als Schaltdome einer
Domschaltmatte ausgeführt sein.
Ein außerhalb des Eingabeelements auf der Welle angeordnetes Rastrad weist entlang seines Umfangs eine angeformte Rastkurve auf. An dieser Rastkurve liegt ein Rastbolzen an, der an einem drehbaren, federbelasteten Hebel angeordnet ist. Hierdurch erfolgt eine Drehbetätigung des Eingabeelements gegen die Kraft der Feder in mehreren
aufeinanderfolgenden Raststufen. Bei einer Druckbetätigung des
Eingabeelements fährt der Hebel gegen einen Anschlag und verhindert durch eine Blockierung des Rastrads die gleichzeitige Ausführung einer
Drehbetätigung. Umgekehrt lenken bei einer Drehbetätigung die Erhebungen der Rastkurve am Rastrad den Hebel aus, wodurch eine gleichzeitige
Druckbetätigung unterbunden wird. Nachteilig an dieser vorbekannten Eingabeeinheit ist, dass das Rastrad und der zugeordnete Rasthebel einen vergleichsweise großen Bauraum benötigen.
Es stellte sich die Aufgabe, eine besonders einfach und kompakt ausgebildete Eingabeeinheit mit Sperrfunktionen zu schaffen, die während der Ausführung einer Druck- oder Drehbetätigung die gleichzeitige Ausführung der jeweils anderen Betätigungsart verhindern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das
Eingabeelement einen Hohlraum aufweist, in der ein Rastkurvenkörper verschiebbar angeordnet ist, dass eine Stirnseite des Rastkurvenkörpers eine Rastkurve aufweist, die durch eine in axialer Richtung des Eingabeelements auf den Rasthülsenkörper wirkende Feder gegen eine Rastnase am Träger gedrückt wird, und dass die andere Stirnseite des Rastkurvenkörpers eine oder mehrere Anformungen aufweist, die durch eine axiale Verschiebung des Rastkurvenkörpers gegen das Eingabeelement in eine Ausnehmung des Gehäuseteils einschiebbar sind.
Die mit der Stirnseite des Rastkurvenkörpers verbundene oder daran angeformte Rastkurve sowie auch die bewegliche Anordnung des
Rastkurvenkörpers in einem Hohlraum des Eingabeelements ermöglichen einen sehr kompakten Aufbau der Eingabeeinheit, insbesondere da kein Einbauraum für ein Rastrad neben dem Eingabeelement vorgesehen werden muss.
Im Folgenden soll der Aufbau und die Funktionsweise einer
erfindungsgemäßen Eingabeeinheit anhand eines in der Zeichnung skizzierten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Die Figuren 1 , 3 und 5 zeigen jeweils eine Schnittansicht durch eine Eingabeeinheit, und zwar in
verschiedenen Betätigungszuständen. Die neben den Schnittansichten angeordneten Figuren 2, 4 und 6 zeigen jeweils eine zum jeweiligen
Betätigungszustand gehörende Ansicht einer Stirnseite der Eingabeeinheit.
Die Figur 1 zeigt eine Schnittansicht durch eine Eingabeeinheit als Bestandteil eines druck- und drehbetätigbaren Bedienelements, wie es beispielsweise am Lenkrad eines Kraftfahrzeugs zur Anwendung kommen kann. Von dem
Bedienelement ist somit lediglich die Eingabeeinheit dargestellt, die ein auf einem Träger 2 angeordnetes und gegen ein Gehäuseteil 3 verschwenkbar angeordnetes Eingabeelement 1 aufweist.
Nicht dargestellt sind hier elektronische und elektromechanische
Komponenten des Bedienelements, wie beispielsweise Drehsensoren, Schalter oder Domschaltmatten, deren Beschreibung zur Darstellung der Erfindung nebensächlich ist und deren mögliche Ausgestaltungen,
beispielsweise aus der Beschreibung der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 201 1 670 A1 , bekannt sind.
Die Eingabeeinheit weist ein rotationssymmetrisches walzenförmiges
Eingabeelement 1 auf, welches mittels einer entlang seiner Symmetrieachse verlaufenden Welle 9 drehbar an einem Träger 2 gelagert ist. Mit der Welle 9 verbunden und vorzugsweise am Träger 2 befestigt ist ein hier nicht
dargestellter elektrischer Drehsensor, der beispielsweise durch eine
Gabellichtschranke oder einen elektrischen Impulsgeber ausgeführt sein kann, die bzw. der auf grundsätzlich bekannte und daher hier nicht näher
beschriebene Weise, Drehbetätigungen des mit der Welle 9 verbundenen Eingabeelements 1 erfasst und in auswertbare elektrische Signale umsetzt. Am Anbauort des Bedienelements ist ein Teilabschnitt der Mantelfläche 13 des Eingabeelements 1 über eine Ausnehmung in einer Bedienblende 12 zugänglich, so dass das Eingabeelement 1 zusammen mit der Welle 9 gedreht werden kann.
Neben der Drehbetätigung sind eine oder mehrere Arten von
Druckbetätigungen des Bedienelements vorgesehen, welche durch
Krafteinwirkungen senkrecht auf den zugänglichen Mantelflächenabschnitt 13 des Eingabeelements 1 erfolgen. Die Druckbetätigungen bewirken ein
Verschwenken des Trägers 2 gegen das Gehäuseteil 3, so dass fest zum Gehäuseteil 3 angeordnete Schaltelemente, beispielsweise hier nicht dargestellte Dome einer Domschaltmatte, ausgelenkt werden, wodurch elektrische Schaltkontakte geschlossen oder geöffnet werden.
Wie die Figur 1 zeigt, bildet das Innere des Eingabeelements 1 einen
Hohlraum 14 aus, in dem ein Rastkurvenkörper 10 verschiebbar angeordnet ist. Der Rastkurvenkörper 10 weist an einer Stirnseite eine angeformte
Rastkurve 4 und an der entgegengesetzten Stirnseite mehrere Anformungen 7 auf. Wie die Figur 2 verdeutlicht sind die, hier beispielhaft vier, Anformungen 7 stiftförmig ausgestaltet und symmetrisch und parallel zur Welle 9 ausgerichtet. Die mit dem Rastkurvenkörper 10 verbundene oder daran angeformte
Rastkurve 4 bildet eine Vielzahl regelmäßiger Erhöhungen und Vertiefungen aus, an denen eine am Träger 2 angeordnete Rastnase 5 anliegt. Die
Rastkurve 4 wird von einer Druckfeder 6 belastet, die sich am Eingabeelement 1 abstützt und die Rastkurve 4 gegen die Rastnase 5 presst. In der Figur 1 ist die Lage des Rastkurvenkörpers 10 dargestellt, die dieser relativ zum Eingabeelement 1 einnimmt, wenn dieses weder druck- noch drehbetätigt ist (Neutralstellung).
Bei einer Drehbetätigung des Eingabeelements 1 , symbolisch angedeutet durch den in der Figur 4 dargestellten gebogenen Doppelpfeil, dreht das Eingabeelement 1 den Rastkurvenkörper 10 mit sich, so dass die Rastkurve 4 an der am Träger 2 angeordneten Rastnase 5 am entlang geführt wird. Da dabei die Rastnase 5 stets an den Erhebungen und Vertiefungen der
Rastkurve 4 anliegt, bewegt sich der Rastkurvenkörper 10 in axialer Richtung entlang der Welle 9 vor und zurück (Figur 3).
Bereits in der Neutralstellung (Figur 1 ), bei der die Rastnase 5 in eine der Vertiefungen der Rastkurve 4 eingreift, ist der Abstand zwischen den Enden der stiftförmigen Anformungen 7 und dem Wandabschnitt 1 1 des Gehäuseteils 3 relativ klein, und zwar insbesondere geringer als die Höhe der Erhebungen der Rastkurve 4. Liegt somit während einer Drehbetätigung (Figur 4) eine der Erhebungen der Rastkurve 4 an der Rastnase 5 an, so ist der
Rastkurvenkörper 10 soweit gegen die Feder 6 verschoben, dass dessen Anformungen 7 in eine Ausnehmung 8 im Wandabschnitt 1 1 eingreifen (Figur 3). Da dies bei einer Drehbewegung des Eingabeelements 1 in schneller Abfolge periodisch erfolgt, blockieren die in die Ausnehmung 8 eingreifenden Anformungen 7 dadurch eine senkrechte Verschwenk- oder
Verschiebebewegung des Trägers 2. Ohne eine Drehbetätigung greift die Rastnase 5 in eine Vertiefung der
Rastkurve 4 ein, wodurch die Anformungen 7, wie in den Figuren 1 und 5 dargestellt, noch vor dem Wandabschnitt 1 1 enden und ein Verschieben oder Verschwenken des Trägers 2 durch eine Druckbetätigung nicht blockieren. Erfolgt eine Druckbetätigung durch eine Krafteinwirkung auf das
Eingabeelement 1 , so bewegt sich der Träger 2 mit dem Eingabeelement 1 in Richtung auf das Gehäuseteil 3. Wie die Figuren 5 und 6 zeigen, befinden sich dann zumindest einige der Anformungen 7 unterhalb der Ausnehmung 8 des Wandabschnitts 1 1 . Da der Abstand zwischen den Anformungen 7 und dem massiven Teil des Wandabschnitts 1 1 geringer ist als die Höhe der Erhebungen der Rastkurve 4, gelingt es jetzt nicht mehr, durch eine Drehung des Eingabeelements 1 die Erhebungen der Rastkurve 4 an der Rastnase 5 vorbeizubewegen, da die Anformungen 7 bereits vorher auf den
Wandabschnitt 1 1 treffen und die Verschiebung des Rastkurvenkörpers 10 gegen das Eingabeelement 1 aufhalten. Dadurch wird bei einer
Druckbetätigung des Eingabeelements 1 eine gleichzeitige Drehbewegung blockiert.
Derartige Bedienelemente können vorzugsweise in Kraftfahrzeugen zur Anwendung kommen und insbesondere als Koppelelemente in
Lenkradbedienschaltern, Mittelkonsolen und Armaturenbretter eingesetzt werden.
Bezugszeichen
1 Eingabeelement
2 Träger
3 Gehäuseteil
4 Rastkurve
5 Rastnase
6 (Druck-) Feder
7 Anformungen
8 Ausnehmung
9 Welle
10 Rastkurvenkörpers
1 1 Wandabschnitt (des Gehäuseteils 3)
12 Bedienblende
13 Mantelfläche(nabschnitt)
14 Hohlraum

Claims

Patentansprüche
1 . Eingabeeinheit für ein druck- und drehbetätigbares Bedienelement, mit einem walzenförmigen Eingabeelement (1 ), das auf einem Träger (2) drehbar gelagert ist, wobei der Träger (2) gegen ein Gehäuseteil (3) verschwenkbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingabeelement (1 ) einen Hohlraum (14) aufweist, in der ein Rastkurvenkörper (10) verschiebbar angeordnet ist, dass eine Stirnseite des Rastkurvenkörpers (10) eine Rastkurve (4) aufweist, die durch eine in axialer Richtung des Eingabeelements (1 ) auf den Rasthülsenkörper (10) wirkende Feder (6) gegen eine Rastnase (5) am Träger (2) gedrückt wird, und dass die andere Stirnseite des Rastkurvenkörpers (10) eine oder mehrere Anformungen (7) aufweist, die durch eine axiale Verschiebung des
Rastkurvenkörpers (10) gegen das Eingabeelement (1 ) in eine
Ausnehmung (8) des Gehäuseteils (3) einschiebbar sind.
2. Eingabeeinheit nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der Rastelemente der Rastkurve (4) größer sind als der bei unbetätigtem Eingabeelement (1 ) vorliegende Abstand zwischen Anformungen (7) und Ausnehmung (8).
3. Eingabeeinheit nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabeeinheit in das Lenkrad oder das Armaturenbrett eines Kraftfahrzeugs eingebaut ist.
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