WO2005024540A2 - Bedienelement, insbesondere für ein multimediasystem eines kraftfahrzeugs - Google Patents

Bedienelement, insbesondere für ein multimediasystem eines kraftfahrzeugs Download PDF

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    • H01H19/10—Movable parts; Contacts mounted thereon
    • H01H19/14—Operating parts, e.g. turn knob

Definitions

  • Control element in particular for a multimedia system of a motor vehicle
  • the invention relates to a rotary / push actuator with an annular rotary encoder, which has an inner ring and a rotary ring which can be rotated about the inner ring about an axis with a handle and which is linearly displaceable along the axis relative to a housing, and an inner part which arranged in an interior of the annular rotary encoder and is linearly displaceable along the axis together with the annular rotary encoder relative to the housing, a push button function being triggered by the linear displacement of the handle and / or the inner part.
  • Such a control element is known from DE 101 20 691 AI.
  • This known control element is rotatable about an axis and displaceable along this axis of rotation and can be locked in one position on this axis.
  • a ring encoder is provided which has an inner ring and an outer ring which is rotatable relative to the inner ring.
  • a touchpad can be arranged in the free interior of the ring encoder, which enables a pointer movement on a display or a character recognition.
  • a joystick is arranged in the operating element, which detects a movement in an X-Y plane by tilting and emits corresponding electrical signals.
  • the joystick is also designed as a button that detects movement of the receptacle by pressing the control element.
  • the structure of the control element specified in DE 101 20 691 AI proves to be very complex.
  • the object of the invention is therefore to provide an operating element for a multimedia or navigation system of a motor vehicle, which has a simplified and therefore less expensive structure.
  • the object is achieved according to the invention in a rotary / push actuator of the generic type in that the rotary encoder and the inner part are arranged in a pot-like guide element which is linearly displaceable along the axis, the inner ring of the rotary encoder is arranged in the guide element in a rotationally secured manner, the rotary encoder and that Inner part are immovably connected to the guide element along the axis and the guide element acts on the button to implement the button function.
  • a pushbutton can be used for the push button function, on which the guide element acts.
  • the diameter of the handle can be designed depending on the geometry / dimensions of the touchpad, for example between 40 and 100 mm. In order to meet the requirement, another inside
  • the use of the ring-shaped rotary encoder is provided. Encoders with an internal central rotary shaft cannot meet the requirement.
  • the rotary encoder can in particular be designed as a so-called ring encoder. Such ring encoders do not have a push function per se in order to operate a push button.
  • the assembly consisting of the rotary encoder and the touchpad is inserted in a top-like guide element.
  • This guide element is movably mounted in the housing along the axis and can actuate a button arranged below the guide element. A restoring force is exerted on the guide element by at least one restoring element and the guide element is brought into a rest position.
  • the control element is intended in particular for use in a motor vehicle to operate a multimedia or navigation system.
  • a menu item can be selected by rotating the control element, for example, which is then selected by pressing the control element.
  • the control element can be used to select numbers or letters displayed on a display unit arranged separately from the control element. In this way, for example, a telephone number or the name of a city or street can be entered.
  • the touchpad can also be used for menu navigation. For example, a pointer can be moved on the display unit by moving a finger on the touchpad. The selected menu item can then be selected by pressing the control element.
  • the touchpad can also be used for handwriting recognition of entered numbers or letters. This makes it particularly easy to enter a phone number or a name. It is particularly advantageous if the letter or digit entered is reproduced acoustically by the device operated by means of the control element. The driver then receives immediate feedback on the character entered, without having to look at the display unit and being distracted from traffic.
  • the destination When used in a navigation system for destination entry, the destination can also be output acoustically after only a few letters have been entered if the sequence of letters can be clearly assigned to a single destination. It is therefore not necessary to enter the complete city name.
  • the operating element is preferably part of an operating unit which contains further components.
  • the arrangement of the control unit in an extension of an armrest of a driver's seat is particularly ergonomic.
  • several control buttons are arranged radially around the rotary / push button. These can be control buttons with which individual components, for example a telephone component or a navigation component, can be selected directly.
  • FIG. 1 shows the mechanical structure of the control element according to the invention
  • FIG. 2 shows an operating unit with the control element according to the invention.
  • the control element has a handle 1, which is locked with the rotary ring of a rotary encoder 5 via a spacer ring 6.
  • the rotary encoder 5 is a ring encoder which has a rotary ring which can be rotated about an inner ring.
  • Such ring encoders are known per se. The drawing of the inner ring and the rotating ring was therefore omitted.
  • a receiving cylinder 4 is pressed into the fixed inner area of the rotary encoder 5 via centering bars.
  • a touch pad 2 is arranged in the upper area of the receiving cylinder 4 and is secured by a retaining ring 3. This arrangement determines the position of the touchpad, the touchpad 2 not moving when the handle 1 is rotated.
  • the use of an annular rotary encoder 5 ensures the necessary free interior space 12 for the arrangement of the touchpad 2.
  • the handle 1 with the spacer ring 6 and the touchpad 2 with the receiving cylinder 4 and the retaining ring 3 are attached to the rotary encoder 5 and together with this form an assembly.
  • the rotary encoder 5 is screwed into a pot-like guide element 7.
  • the guide element 7 is guided in a housing 11 via a cylindrical receptacle. The entire assembly can thus be moved in the z direction.
  • the guide element 7 is secured against rotation about the Z axis against the housing.
  • a printed circuit board 8, which is screwed to the housing 11, is arranged below the guide element 7.
  • a button 9 is attached centrally on the printed circuit board 8.
  • the guide element 7 with the above-mentioned assembly thus acts like a simple push button that acts on the button 9.
  • the entire assembly is pressed in the Z direction against a housing stop in the zero position via a reset element 10 between the printed circuit board 8 and the guide element 7.
  • the operator can therefore perform the following movements of the control element:
  • the touchpad is also moved in the Z direction, while the touchpad does not move when it is rotated about the Z axis.
  • Figure 2 shows the arrangement of a rotary / push button 13 according to the invention in an operating unit 15, which next to the
  • Rotary / push eller 13 has further control buttons 14 which are arranged radially around the rotary / push button 13.
  • the rotary / push button 13 has a diameter of 40 to 100 mm, so that it can be gripped easily by a driver's hand. With the hand resting on the rotary / push button, the radially arranged control buttons 14 can be reached in an ergonomically favorable manner via the driver's fingers.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Dreh-/Drücksteller (13)mit einem ringförmigen Drehgeber (5), der einen Innenring und einen um den Innenring um eine Achse (z) drehbaren Drehring mit einer Handhabe (1) aufweist und der längs der Achse (z) linear verschiebbar gegenüber einem Gehäuse (11) angeordnet ist, und einem Innenteil (Touchpad 2), das in einem Innenraum (12) des ringförmigen Drehgebers (5) angeordnet und linear längs der Achse (z) zusammen mit dem ringförmigen Drehgeber (5) gegenüber dem Gehäuse (11) verschiebbar ist, wobei durch das lineare Verschieben der Handhabe (1) und/oder des Innenteils (Touchpad 2) eine Tasterfunktion auslösbar ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Drehgeber (5) und das Innenteil (Touchpad 2) in einem topfartigen Führungselement (7) angeordnet sind, das längs der Achse (z) linear verschiebbar in dem Gehäuse (11) angeordnet ist, der Innenring des Drehgebers (5) drehgesichert in dem Führungselement (7) angeordnet ist, der Drehgeber (5) und das Innenteil (Touchpad 2) längs der Achse (z) unverschiebbar mit dem Führungselement (7) verbunden sind und das Führungselement (7) auf den Taster (9) einwirkt.

Description

Beschreibung
Bedienelement, insbesondere für ein Multimediasystem eines Kraf fahrzeugs
Die Erfindung betrifft ein Dreh-/Drücksteller mit einem ringförmigen Drehgeber, der einen Innenring und einen um den Innenring um eine Achse drehbaren Drehring mit einer Handhabe aufweist und der längs der Achse linear verschiebbar gegen- über einem Gehäuse angeordnet ist, und einem Innenteil, das in einem Innenraum des ringförmigen Drehgebers angeordnet und linear längs der Achse zusammen mit dem ringförmigen Drehgeber gegenüber dem Gehäuse verschiebbar ist, wobei durch das lineare Verschieben der Handhabe und/oder des Innenteils eine Tasterfunktion auslösbar ist.
Ein derartiges Bedienelement ist aus der DE 101 20 691 AI bekannt. Diese bekannte Bedienelement ist um eine Achse drehbar und längs dieser Drehachse verschiebbar und in einer Position auf dieser Achse verrastbar. Für die Erfassung der Drehbewegung ist ein Ringencoder vorgesehen, der einen Innenring und einen gegenüber dem Innenring verdrehbaren Außenring aufweist. In dem freien Innenraum des Ringencoders kann ein Touchpad angeordnet sein, das eine Zeigerbewegung auf einem Display oder eine Schrifterkennung ermöglicht . In dem Bedienelement ist ein Joystick angeordnet, der eine Bewegung in einer X-Y-Ebene durch verkippen detektiert und entsprechende elektrische Signale abgibt. Der Joystick ist außerdem als Taster ausgebildet, der eine Bewegung der Aufnahme durch Drü- cken des Bedienelementes detektiert. Der Aufbau des in der DE 101 20 691 AI angegebenen Bedienelementes erweist sich als sehr aufwendig.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Bedienelement für ein Multimedia- oder Navigationssystem eines Kraftfahrzeugs anzugeben, das einen vereinfachten und damit kostengünstigeren Aufbau aufweist . Die Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Dreh-/Drücksteller erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Drehgeber und das Innenteil in einem topfartigen Führungselement angeordnet sind, das längs der Achse linear verschiebbar ist, der Innenring des Drehgebers drehgesichert in dem Fuhrungselement angeordnet ist, der Drehgeber und das Innenteil längs der Achse unverschiebbar mit dem Führungselement verbunden sind und das Führungselement zur Realisierung der Tasterfunktion auf den Taster einwirkt.
Durch die Anordnung des Drehgebers und des Innenteils in einem verschiebbaren, topfartigen Führungselement kann in einfacher Weise für die Drückstellerfunktion ein Taster eingesetzt werden, auf den das Führungselement einwirkt. Um eine ergonomisch günstige Ausgestaltung für die Anordnung des Bedienelements in einer Verlängerung einer Armlehne eines Fahrersitzes zu gewährleisten, kann der Durchmesser der Handhabe abhängig von der Geometrie/Abmessungen des Touchpad' s gestaltet werden, beispielsweise zwischen 40 und 100 mm. Um der An- forderung gerecht zu werden, in das Innenteil ein weiteres
Funktionselement, insbesondere ein Touchpad, zu integrieren, ist der Einsatz des ringförmigen Drehgebers vorgesehen. Drehgeber mit innen liegender zentraler Drehwelle können die gestellte Anforderung nicht erfüllen. Der Drehgeber kann insbe- sondere als so genannter Ringencoder ausgeführt sein. Derartige Ringencoder besitzen an sich keine Drückfunktion, um einen Taster bedienen zu können. Um eine Drückfunktion zu realisieren, ist die Baugruppe bestehend aus dem Drehgeber und dem Touchpad in ein top artiges Führungselement eingefügt. Dieses Führungselement ist beweglich entlang der Achse im Gehäuse gelagert und kann ein unterhalb des Führungselements angeordneten Taster betätigen. Durch mindestens ein Rückstellelement wird eine Rückstellkraft auf das Führungslement ausgeübt und das Führungselement in eine Ruheposition ge- bracht. Durch die Verwendung des topfartigen Führungselements ist es möglich, eine Drückfunktion mit unterschiedlichen Arten von Drehgebern zu realisieren. Das Bedienelement ist insbesondere für die Verwendung in einem Kraftfahrzeug zu Bedienung eines Multimedia- oder Navigationssystems vorgesehen. Dabei kann über die Drehung des Bedienelements beispielsweise die Anwahl eines Menüpunktes er- folgen, der dann durch Drücken des Bedienelementes ausgewählt wird. Zudem können über das Bedienelement auf einer getrennt vom Bedienelement angeordneten Anzeigeeinheit angezeigte Nummern oder Buchstaben ausgewählt werden. Auf diese Weise kann beispielsweise eine Telefonnummer oder der Name einer Stadt, bzw. einer Straße eingegeben werden.
Auch das Touchpad kann zur Menüführung verwendet werden. Beispielsweise kann durch Bewegen eines Fingers auf dem Touchpad ein Zeiger auf der Anzeigeeinheit bewegt werden. Durch Drü- cken des Bedienelementes kann dann der angewählte Menüpunkt ausgewählt werden. Darüber hinaus kann das Touchpad auch zur Handschrifterkennung von eingegebenen Ziffern oder Buchstaben verwendet werden. Auf diese Weise lässt sich besonders einfach eine Telefonnummer oder ein Name eingeben. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der eingegebene Buchstabe oder die eingegebene Ziffer von dem mittels des Bedienelements bedienten Gerät akustisch wiedergegeben wird. Der Fahrer erhält dann eine sofortige Rückmeldung über das eingegebene Zeichen, ohne dass er auf die Anzeigeeinheit schauen muss und vom Ver- kehr abgelenkt wird. Bei Verwendung in einem Navigationssystem zur Zieleingabe kann darüber hinaus der Zielort bereits nach Eingabe weniger Buchstaben akustisch ausgegeben werden, wenn die Buchstabenfolge eindeutig einem einzigen Zielort zugeordnet werden kann. Es ist daher nicht erforderlich den kompletten Stadtnamen einzugeben.
Das Bedienelement ist vorzugsweise Bestandteil einer Bedieneinheit die weitere Komponenten enthält. Ergonomisch besonders günstig ist die Anordnung der Bedieneinheit in Verlänge- rung einer Armlehne eines Fahrersitzes. Insbesondere sind dabei radial um den Dreh-/Drücksteller mehrere Bedientasten angeordnet. Hierbei kann es sich um Bedientasten handeln, mit denen einzelne Komponenten, beispielsweise eine Telefonkomponente oder eine Navigationskomponente direkt angewählt werden können.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei— Spieles und der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 den mechanischen Aufbau des erfindungsgemäßen Bedienelements,
Figur 2 eine Bedieneinheit mit dem erfindungsgemäßen Bedienelement .
Das Bedienelement weist eine Handhabe 1 auf, die über einen Distanzring 6 mit dem Drehring eines Drehgebers 5 verrastet ist. Bei dem Drehgeber 5 handelt es sich um einen Ringencoder, der einen um einen Innenring drehbaren Drehring aufweist. Derartige Ringencoder sind an sich bekannt. Auf die zeichnerische Darstellung des Innenrings und des Drehringes wurde daher verzichtet. Durch Drehen der Handhabe 1 um die Z- Achse wird eine Rotation auf den Drehring des Drehgebers 5 übertragen .
Ein Aufnahmezylinder 4 ist über Zentrierstege in den festste— henden inneren Bereich des Drehgebers 5 eingepresst. Im oberen Bereich des Aufnahmezylinders 4 ist ein Touchpad 2 angeordnet, das von einem Haltering 3 gesichert wird. Durch diese Anordnung ist die Lage des Touchpads bestimmt, wobei das Touchpad 2 sich bei einer Drehung der Handhabe 1 nicht mitbe— wegt . Durch die Verwendung eines ringförmigen Drehgebers 5 wird der nötige freie Innenraum 12 für die Anordnung des Touchpads 2 gewährleistet.
Die Handhabe 1 mit dem Distanzring 6 und das Touchpad 2 mit dem Aufnahmezylinder 4 und dem Haltering 3 sind an dem Drehgeber 5 angebracht und bilden zusammen mit diesem eine Baugruppe . Der Drehgeber 5 ist in ein topfartiges Führungselement 7 eingeschraubt. Das Führungselement 7 wird in einem Gehäuse 11 über eine zylindrische Aufnahme geführt. Somit ist die gesamte Baugruppe in z-Richtung verschiebbar. Das Führungselement 7 ist gegen das Gehäuse um die Z-Achse drehgesichert. Unterhalb des Führungselements 7 ist eine Leiterplatte 8 angeordnet, die mit dem Gehäuse 11 verschraubt ist. Auf der Leiterplatte 8 ist ein Taster 9 mittig angebracht. Das Führungselement 7 mit der oben genannten Baugruppe fungiert somit wie ein einfacher Druckknopf, der auf den Taster 9 einwirkt. Über ein Rückstellelement 10 zwischen der Leiterplatte 8 und dem Führungselement 7 wird die gesamte Baugruppe in Z-Richtung an einen Gehäuseanschlag in Nullstellung gedrückt.
Bei Kraftausübung auf die Handhabe 1 oder das Touchpad 2 in negative Z-Richtung bewegt sich die gesamte in dem Führungselement 7 angeordnete Baugruppe in negativer Z-Richtung auf den Taster 9 zu und wirkt auf diesen ein. Dabei wird die Kraft des Rückstellelementes 10 überwunden und der Taster 9 führt einen Schaltvorgang aus. Nach erfolgter Kraftausübung wird das Führungselement 7 durch die Kraft des Rückstellelementes 10 wieder in seine Ausgangslage zurückversetzt.
Durch den Bediener lassen sich somit folgende Bewegungen des Bedienelementes ausführen:
— eine Verschiebung in negative Z-Richtung durch Drücken,
- eine automatische Rückstellung in Z-Richtung durch das Rückstellelement 10, eine stufenlose 360° Rotation um die Z-Achse,
Bei diesen Bewegungen des Bedienelementes wird das Touchpad in Z-Richtung mitbewegt, während sich das Touchpad bei einer Drehung um die Z-Achse nicht mitbewegt.
Figur 2 zeigt die Anordnung eines erfindungsgemäßen Dreh-/ Drückstellers 13 in einer Bedieneinheit 15, die neben dem
Dreh-/Drücks eller 13 weitere Bedientasten 14 aufweist, die radial um den Dreh—/Drücksteller 13 angeordnet sind. Der Dreh-/Drücksteller 13 weist einen Durchmesser von 40 bis 100 mm auf, so dass er bequem von der Hand eines Fahrers erfasst werden kann. Bei auf dem Dreh-/Drücksteller aufliegender Hand können über die Finger des Fahrers die radial angeordneten Bedientasten 14 in ergσnomisch günstiger Weise erreicht werden .

Claims

Patentansprüche
1. Dreh-/Drücksteller mit einem ringförmigen Drehgeber (5), der einen Innenring und einen um den Innenring um eine Achse (z) drehbaren Drehring mit einer Handhabe (1) aufweist und der längs der Achse (z) linear verschiebbar gegenüber einem Gehäuse (11) angeordnet ist, und einem Innenteil, das in einem Innenraum (12) des ringförmigen Drehgebers (5) angeordnet und linear längs der Achse (z) zusammen mit dem ringförmigen Drehgeber (5) gegenüber dem Gehäuse (11) verschiebbar ist, wobei durch das Verschieben der Handhabe (1) und/oder des Innenteils eine Tasterfunktion auslösbar ist, da du r c h g e k e nn z e i c h n e t , dass - der Drehgeber (5) und das Innenteil in einem topfartigen Führungselement (7) angeordnet sind, das längs der Achse (z) linear verschiebbar ist, — der Innenring des Drehgebers (5) drehgesichert in dem Führungselement (7) angeordnet ist, - der Drehgeber (5) und das Innenteil längs der Achse (z) unverschiebbar mit dem Führungselement (7) verbunden sind und - das Führungselement (7) zur Realisierung der Tasterfunktion auf einen Taster (9) einwirkt.
2. Dreh-/Drücksteller nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Innenteil ein Touchpad (2) aufweist.
3. Dreh-/Drücksteller nach Anspruch 1 oder 2, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h mindestens ein Rückstellelement (10), das auf das Führungselement (7) einwirkt. . Dreh-/Drücksteller nach einem der vorhergehenden Ansprü- ehe, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass im
Innenraum (12) ein Aufnahmezylinder (4), der das Touchpad (2) hält, drehsicher oder mitdrehend angebunden ist.
5. Dreh-/Drücksteller nach einem der vorhergehenden Ansprü- ehe, dadu r c h ge k e n n z e i c hn et , dass der Taster (9) auf einer Leiterplatte (8) angeordnet ist, die sich senkrecht zur Achse (z) erstreckt, und das Führungselement (7) eine parallel zur Leiterplatte (8) sich erstreckende Bodenfläche aufweist, die auf den Taster einwirkt.
6. Bedieneinheit für eine Kraftfahrzeugkomponente, da du r c h g e k e nn z e i c h n e t , dass die Bedieneinheit einen Dreh-/Drücksteller (13) nach einem der vor- hergehenden Ansprüche enthält.
7. Bedieneinheit nach Anspruch 6, da du r c h g e k e n n z e i c h n et , dass sie in Verlängerung einer Armlehne eines Fahrersitzes angeordnet ist.
Bedieneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass radial um den Dreh-/Drücksteller (13) mehrere Bedientasten (14) angeordnet sind.
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