ES2833128T3 - Dispositivo para el manejo de varias funciones en un vehículo de motor - Google Patents

Dispositivo para el manejo de varias funciones en un vehículo de motor Download PDF

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Abstract

Dispositivo (1) para el manejo de varias funciones en un vehículo de motor, con un elemento de mando (2) que está colocado de manera pivotante alrededor de un eje de giro (4) y, por ello, es móvil entre al menos dos posiciones, estando asignada al menos una de las posiciones a una función de conmutación, pudiendo activarse distintas funciones por el accionamiento manual del elemento de mando (2), estando colocado de manera centrada el elemento de mando (2) en un punto de apoyo (8) con respecto a la dirección del eje vertical (z), y estando colocadas secciones de extremo (4a, 4b) del eje de giro (4) del elemento de mando (2) en dos puntos de apoyo laterales (9) en dos guías de agujero alargado (29) alineadas a lo largo de un eje vertical (z) caracterizado por que el elemento de mando (2) da una respuesta háptica durante el accionamiento, la cual se realiza mediante un actuador electromagnético (11), que desplaza temporalmente el elemento de mando (2) en la dirección del eje (y) del eje de giro (4), por que el elemento de mando (2) está colocado de manera centrada en un punto de apoyo medio (8) al estar enmarcado el punto de apoyo medio (8) en la parte superior e inferior de la regleta de mando (2) mediante secciones de centrado (28, 30) alineadas a lo largo del eje vertical (z), que se forman por dos partes de carcasa (6, 7) que están dispuestas a ambos lados del elemento de mando (2), y por que el elemento de mando (2) se apoya en el gorrón de articulación (21) de al menos dos articulaciones de pivote (20), y está colocado de manera flotante sobre estas.

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo para el manejo de varias funciones en un vehículo de motor
La invención se refiere a un dispositivo para el manejo de varias funciones en un vehículo de motor, con un elemento de mando que está colocado de manera pivotante alrededor de un eje de giro y, por ello, es móvil entre al menos dos posiciones, estando asignada al menos una de las posiciones a una función de conmutación, pudiendo activarse distintas funciones por el accionamiento manual del elemento de mando, estando colocado de manera centrada el elemento de mando en un punto de apoyo con respecto a la dirección del eje vertical, y estando colocadas secciones de extremo del eje de giro del elemento de mando en dos puntos de apoyo laterales en dos guías de agujero alargado alineadas a lo largo de un eje vertical.
Por la solicitud de patente europea EP 2509087 A1 se conoce un dispositivo de este tipo.
El documento de publicación alemán DE 102010024776 A1 muestra un dispositivo en el que un elemento de mando está colocado de manera pivotante alrededor de un eje de giro. El elemento de mando puede formar en particular una regleta de conmutación que presenta varias superficies de sensor capacitivas. Por medio de un pivotamiento de la regleta de conmutación, pueden accionarse en particular conmutadores basculantes y pueden activarse así funciones de conmutación. Por este escrito, se conoce además que resulta una respuesta háptica o acústica durante un accionamiento del elemento de mando. Para ello, están descritos un sonido de clic y una resistencia mecánica durante el accionamiento del elemento de mando.
El documento DE 102010 024 776 A1 revela con ello el principio funcional de un elemento de mando que combina elementos de conmutación de contacto sensibles al tacto y accionados por presión. Sin embargo, el documento solo menciona algunos detalles en cuanto a una estructura mecánica ventajosa de un dispositivo de este tipo, en particular en cuanto a la realización y la disposición precisas de los elementos de conmutación y la implementación de una respuesta háptica.
Se planteó el objetivo de crear un dispositivo correspondiente, que se caracteriza por una estructura mecánica simple, económica y al mismo tiempo estable y libre de holguras, y en el que el elemento de mando esté colocada de forma centrada y pivotante, y genere una respuesta háptica de una manera particularmente ventajosa.
De acuerdo con la invención, este objetivo se resuelve por que el elemento de mando da una respuesta háptica durante el accionamiento, la cual se realiza mediante un actuador electromagnético, que desplaza temporalmente el elemento de mando en la dirección del eje del eje de giro, por que el elemento de mando está colocado de manera centrada en un punto de apoyo medio al estar enmarcado el punto de apoyo medio en la parte superior e inferior de la regleta de mando mediante secciones de centrado alineadas a lo largo del eje vertical, que están formadas por dos partes de carcasa que están dispuestas a ambos lados del elemento de mando, y por que el elemento de mando se apoya en el gorrón de articulación de al menos dos articulaciones de pivote, y está colocado de manera flotante sobre estas.
La invención posibilita colocar de forma pivotante y desplazable un elemento de mando, que puede estar configurado fundamentalmente por una regleta de plástico grande, ligera y, por eso, inherentemente menos rígida a la flexión, y disponerlo, a este respecto, al mismo tiempo de forma estable, casi sin holguras, con poco rozamiento e insensible a las tolerancias.
Esto se logra mediante una combinación de un montaje flotante del elemento de mando sobre el gorrón de articulación de articulaciones de pivote y un montaje de centrado vertical del elemento de mando en un agujero alargado, así como un montaje giratorio flotante del elemento de mando en dos guías de agujero alargado verticales.
Aparte de eso, está previsto un actuador electromagnético que, cuando se activa una función de mando, genera una respuesta háptica al desplazar temporalmente el elemento de mando en la dirección del eje de su eje de giro. Como actuador puede usarse ventajosamente un imán del inducido de elevación en combinación con un muelle de retroceso.
Asimismo, resulta ventajoso si al menos uno de los gorrones de articulación de las articulaciones de pivote se apoya sobre un sensor de fuerza. De forma especialmente ventajosa, el sensor de fuerza puede estar configurado como un sensor en forma de disco, que funciona según un principio de funcionamiento capacitivo.
Resulta extremadamente ventajoso si el elemento de mando está pretensado contra el sensor de fuerza por una fuerza de resorte. Por ello, el sensor de fuerza puede detectar fuerzas tanto de compresión como de tracción que actúan sobre el elemento de mando y, con ello, diferenciar accionamientos del elemento de mando en dos direcciones distintas.
Preferentemente, el elemento de mando está configurado como una regleta de conmutación, que presenta varias superficies de sensor capacitivas dispuestas una al lado de la otra, así como un equipamiento electrónico integrado.
A continuación, se representará y se explicará con más detalle un ejemplo de realización de la invención mediante el dibujo. Muestran:
figura 1 un dispositivo representado esquemáticamente en una vista en despiece ordenado, figura 2 el dispositivo ensamblado,
figuras 3 y 4 en cada caso una vista en sección del dispositivo representado esquemáticamente,
figura 5 una representación realista del dispositivo como una vista de conjunto,
figura 6 el dispositivo con la carcasa abierta,
figura 7 un elemento de mando en una vista en despiece ordenado.
Un dispositivo de acuerdo con la invención está representado de forma aproximada esquemática en las figuras 1 a 4 y de forma realista en las figuras 5 a 7.
La figura 5 muestra el dispositivo 1 en estado completamente montado; la figura 6 representa el dispositivo 1 antes del ensamblaje de la carcasa 5. La carcasa 5 consta de una parte superior de carcasa 6 y una parte inferior de carcasa 7, entre las cuales está dispuesto un elemento de mando 2. La parte inferior de carcasa 7 presenta un punto de apoyo medio, en este caso no reconocible, y dos puntos de apoyo laterales 9 moldeados para el elemento de mando 2. Además, en la parte inferior de carcasa 7 puede reconocerse un soporte 10 para un actuador electromagnético 11. El actuador 11 está configurado preferentemente como imán del inducido de elevación y está previsto para provocar una desviación lateral del elemento de mando 2 contra la carcasa 5.
La figura 7 muestra, en una vista en despiece ordenado, la estructura interna del elemento de mando 2. El elemento de mando 2 presenta una regleta de conmutación 12 y una parte de carcasa 13, entre las cuales está dispuesta una placa de circuitos impresos 14. Sobre la placa de circuitos impresos 14 está colocada una fila de botones 15 capacitivos, a los cuales está asignada respectivamente una superficie de sensor 3 en la regleta de conmutación 12. Además, la placa de circuitos impresos 14 porta varias fuentes de luz 16, que están realizadas preferentemente como LED. La luz de estas fuentes de luz 16 se conduce hacia las superficies de sensor 3 a través de varios cuerpos conductores de luz 17 y cuerpos de diafragma 18 para la iluminación de representaciones de símbolos.
En el lado inferior de la placa de circuitos impresos 14 están dispuestos sensores de fuerza 19 en forma de disco, que pueden detectar fuerzas de accionamiento que actúan sobre el elemento de mando 2 y funcionan preferentemente según un principio de funcionamiento capacitivo. Para hacer controlables una pluralidad de funciones de mando, puede preseleccionarse una de varias funciones de mando activables tocando una de las superficies de sensor 3 dispuestas en el elemento de mando 2, que luego se confirma y se activa por medio de un accionamiento por presión de la regleta de mando 2.
La estructura y el modo de funcionamiento del dispositivo de acuerdo con la invención y en particular la detección de fuerza por el al menos un sensor de fuerza 19 se explican con más detalle a continuación mediante las figuras 1 a 4 en representaciones muy esquematizadas. El elemento de mando está representado en este caso respectivamente de forma simplificada como una regleta de mando 2, habiéndose prescindido de la representación de todos los componentes eléctricos y electrónicos para aclarar la mecánica. En los diagramas esquemáticos, la parte inferior de carcasa 7 se ha simplificado además para formar una placa base 7. Para posibilitar una comparación simple entre las representaciones realistas de las figuras 5 a 7 y las representaciones esquemáticas de las figuras 1 a 4, se usan las mismas referencias en todas las figuras para componentes que se corresponden entre sí, a pesar de una realización parcialmente diferente.
Las figuras 1 y 2 ilustran la estructura y especialmente el montaje de la regleta de mando 2 en la placa base 7, que corresponde al principio según la estructura y el montaje del elemento de mando 2 en la parte inferior de carcasa 7 en las figuras 3 a 7. La regleta de mando 2 está colocada sobre la placa base 7 de manera que pueda pivotar alrededor de un eje de giro 4. Las secciones de extremo 4a, 4b en forma de pasador del eje de giro 4 están guiadas de forma móvil en guías de agujero alargado 29 verticales. La posición de la regleta de mando 2 en relación con la dirección x (con respecto a los ejes de coordenadas x, y, z trazados en la figura 2) está establecida por las guías de agujero alargado 29.
Entre los agujeros alargados 29 verticales de los puntos de apoyo laterales 9 se encuentra un punto de apoyo medio 8, en el que el lado superior e inferior de la regleta de mando 2 está estrechamente enmarcado por secciones de centrado 28, 30 alineadas a lo largo del eje vertical z. Las secciones de centrado 28, 30 están configuradas por fragmentos de las partes de carcasa 6, 7 o están conectadas a las partes de carcasa 6, 7 y limitan la movilidad del elemento de mando 2 en la dirección vertical.
Un desplazamiento del elemento de mando 2 a lo largo de su dirección longitudinal, así, en la dirección de extensión del eje de giro 4 o a lo largo de la dirección y del sistema de ejes de coordenadas, puede provocarse por el actuador electromagnético 11 ilustrado en la figura 6, que está colocado en la parte inferior de carcasa 7. En representación del actuador, no representado en las figuras 1 a 4, hay un elemento de control 25 separable que pertenece al actuador, que puede ejercer una fuerza sobre una superficie de tope 26 del elemento de mando 2 y, con ello, desplaza el elemento de mando 2 contra la fuerza de un muelle de retroceso 27 relativamente a la placa base 7.
Para posibilitar este movimiento y al mismo tiempo descartar una inclinación de la regleta de mando 2 alrededor de un eje de inclinación perpendicular al eje de giro 4, la regleta de mando 2 está colocada de manera flotante en el gorrón de articulación 21 de dos articulaciones de pivote 20.
Las articulaciones de pivote 20, que se pueden reconocer con especial claridad en las representaciones en sección de las figuras 3 y 4, constan respectivamente de un gorrón de articulación 21 con una sección de extremo redondeada 31, que se puede pivotar en al menos una dirección sobre un cojinete articulado 22. Las secciones de extremo redondeadas 31 de los gorrones de articulación 21 también pueden estar configuradas en particular en forma esférica. Las secciones de extremo libres 32 de los gorrones de articulación 21 están colocadas respectivamente en un alojamiento 23, estando insertado un sensor de fuerza 19 en forma de disco entre al menos un gorrón de articulación 21 y una superficie de contacto en el alojamiento 23.
El al menos un sensor de fuerza 19 detecta las fuerzas de accionamiento que actúan sobre la superficie de la regleta de mando 2, puesto que por ello se presionan los sensores de fuerza 19 contra las secciones de extremo libres 32 de los gorrones de articulación 21. Los sensores de fuerza 19 también pueden detectar ventajosamente los efectos de tracción que se producen por una elevación de la regleta de mando 2. Para ello, están previstos uno o varios resortes, que están representados en el dibujo a modo de ejemplo como dos resortes de compresión 24, que actúan sobre la regleta de mando 2 y presionan los sensores de fuerza 19 contra las superficies frontales de las secciones de extremo libres 32 de los gorrones de articulación 21. Los sensores de fuerza 19 detectan, por medio de esta pre-tensión mecánica incluso en la posición de reposo de la regleta de mando 2, una fuerza que aumenta en el caso de una acción de presión sobre la regleta de mando 2 y disminuye en el caso de una acción de tracción. Por lo tanto, a través del sensor de fuerza 19 pueden detectarse pivotamientos de la regleta de mando 2 tanto hacia abajo como hacia arriba. Cuando se excede un umbral predeterminado de cambio de fuerza positivo o negativo, por medio de un equipamiento electrónico (no representado en este caso) se activa una función de mando correspondiente al accionamiento. La pre­ tensión provocada por los resortes de compresión 24 reduce ventajosamente al mismo tiempo el juego de cojinete de la regleta de mando 2.
Cuando se acciona la regleta de mando 2, el actuador electromagnético 11, controlado por el equipamiento electrónico mencionado anteriormente, desacopla su elemento de control 25 contra la superficie de tope 26 de la regleta de mando 2. Debido al montaje de la regleta de mando 2 en las articulaciones de pivote 20, el desacoplamiento provoca un desplazamiento lateral de la regleta de mando 2, que está representado en la figura 4. Puede reconocerse que los gorrones de articulación 21 están pivotados respectivamente con respecto a su posición inicial ilustrada en la figura 3. Si el actuador 11 está sin corriente, entonces el muelle de retroceso 27 que actúa contra la superficie de tope 26 devuelve la regleta de mando 2 a la posición inicial. Este pequeño desplazamiento lateral a través de un recorrido de aproximadamente un milímetro se percibe por un usuario no como desplazamiento sino como una elasticidad de la regleta de mando 2 y, por lo tanto, es muy adecuado para la generación de una háptica de conmutación.
Referencias
1 Dispositivo
2 Elemento de mando (regleta de mando)
3 Superficie(s) de sensor
4 Eje de giro
4a, 4b Secciones de extremo (del eje de giro)
5 Carcasa
6 Parte superior de carcasa
7 Parte inferior de carcasa (placa base)
8 Punto de apoyo medio
9 Puntos de apoyo laterales
10 Soporte
11 Actuador (electromagnético)
12 Regleta de conmutación
13 Parte de carcasa
14 Placa de circuitos impresos
15 Botones
16 Fuentes de luz
17 Cuerpo conductor de luz
18 Cuerpo de diafragma
19 Sensor(es) de fuerza
20 Articulación(es) de pivote
21 Gorrón de articulación
22 Cojinete articulado
23 Alojamiento
24 Resorte(s) de compresión (elemento de pretensado)
25 Elemento de control
26 Superficie de tope
27 Muelle de retroceso
28 Sección de centrado
29 Guías de agujero alargado
30 Sección de centrado
31 Secciones de extremo (redondeadas) 32 Secciones de extremo (libres)
x, y, z Ejes de coordenadas (direcciones) y Dirección del eje
z Eje vertical

Claims (8)

REIVINDICACIONES
1. Dispositivo (1) para el manejo de varias funciones en un vehículo de motor, con un elemento de mando (2) que está colocado de manera pivotante alrededor de un eje de giro (4) y, por ello, es móvil entre al menos dos posiciones, estando asignada al menos una de las posiciones a una función de conmutación, pudiendo activarse distintas funciones por el accionamiento manual del elemento de mando (2),
estando colocado de manera centrada el elemento de mando (2) en un punto de apoyo (8) con respecto a la dirección del eje vertical (z), y
estando colocadas secciones de extremo (4a, 4b) del eje de giro (4) del elemento de mando (2) en dos puntos de apoyo laterales (9) en dos guías de agujero alargado (29) alineadas a lo largo de un eje vertical (z)
caracterizado
por que el elemento de mando (2) da una respuesta háptica durante el accionamiento, la cual se realiza mediante un actuador electromagnético (11), que desplaza temporalmente el elemento de mando (2) en la dirección del eje (y) del eje de giro (4),
por que el elemento de mando (2) está colocado de manera centrada en un punto de apoyo medio (8) al estar enmarcado el punto de apoyo medio (8) en la parte superior e inferior de la regleta de mando (2) mediante secciones de centrado (28, 30) alineadas a lo largo del eje vertical (z), que se forman por dos partes de carcasa (6, 7) que están dispuestas a ambos lados del elemento de mando (2), y
por que el elemento de mando (2) se apoya en el gorrón de articulación (21) de al menos dos articulaciones de pivote (20), y está colocado de manera flotante sobre estas.
2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado por que el elemento de mando (2) presenta al menos dos superficies de sensor (3) capacitivas sensibles al tacto, y por que, dependiendo de cuál de las superficies de sensor (3) se toque, se activan diferentes funciones.
3. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado por que la al menos una articulación de pivote (20) está configurada como una articulación esférica.
4. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado por que el menos un gorrón de articulación (21) se apoya sobre un sensor de fuerza (19).
5. Dispositivo según la reivindicación 4, caracterizado por que el sensor de fuerza (19) funciona según un principio de funcionamiento capacitivo.
6. Dispositivo según la reivindicación 4, caracterizado por que el sensor de fuerza (19) está configurado en forma de disco.
7. Dispositivo según la reivindicación 4, caracterizado por que el elemento de mando (2) está pretensado contra el sensor de fuerza (19) por una fuerza de al menos un resorte (24).
8. Dispositivo según la reivindicación 2, caracterizado por que el elemento de mando (2) forma una regleta de conmutación (12) que presenta varias superficies de sensor (3) capacitivas.
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