WO2007003394A1 - Drehsteller mit magnetischer bremse - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a turntable for a motor vehicle with a Consk ⁇ opf, a housing, a non-rotatably mounted on the control knob actuating shaft and electro-magnetic means acting on the control knob that a locking or blocking the rotational movement of the control knob is possible.
- a turntable In today's motor vehicles controls are often used, which are assigned multifunctional control tasks. Thus, via the selection in a display or menu keys, a turntable can be given the control task of adjusting the volume of a radio receiver and at the same time assigning the control task to set a three-stage blower. Here are in a turntable different haptics as well as limitations to realize as end stops.
- the turntable comprises a control shaft rotatably mounted in a housing with a latching arrangement cooperating therewith, comprising a rotatable holding element, which can be braked or fixed for activating the latching arrangement by an associated locking element controllable by a lifting magnet with respect to the housing, wherein the lifting magnet comprises one of a hole and a movable armature arrangement existing magnetic circuit and a winding contains.
- the magnetic circuit includes a permanent magnet, which is designed and arranged so that the solenoid acts as a bistable, by short-term energization of the winding switchable solenoid.
- the use of brake pliers-like locking elements, which act on the surface of an at least disc or ring segment-like locking element is also described.
- the object of the invention is to provide a turntable, with which it is possible to produce any Haptikverlaufe Moreover, the turntable should be structurally simple and inexpensive to manufacture
- the object of the invention is achieved in that a coil is rotatably mounted in the housing and on the actuating shaft of the turntable a friction disc and a disk-shaped Flußbowungsteil rotationally fixed and movable along the actuating shaft, wherein the friction disc between the coil and the Flußbowungsteil is arranged so that the Flußbowungsteil via the friction disc against the coil can be pressed
- Figure 1 shows an inventive equipped turntable in the side view, which is shown partially in section and Figure 2 shows an inventive turntable with an elastic element, in an identical view
- the turntable 1 consists of a control knob 2 to which a control shaft 3 is rotatably mounted Below the control knob on the shaft a Flußschreibungsteil 4 and a friction plate 5 along the control shaft 3 is movably attached
- the Flußschreibungsteil 4 and the friction disc Are imaginable a formEnglishige connection, wherein the actuating shaft 3 is formed profiled at least in the region of Flußschreibungsteils 4 and the friction disc 5 and that Flußschreibungsteil 4 and the friction disc 5 a
- the coil 6 is held in a part of the housing 7 of the turntable 1
- the housing 7 carries at the same time the bearing 8 of the control shaft 3 It is conceivable here is a commercially available Bearings, such as a plain bearing, roller bearings or ball bearings use
- the coil 6 accommodated in the housing 7 can be accommodated either as a circumferential one, that is to say around the setting shaft 3 or as a separate coil element at two or more positions in the housing. If the coil 6 is supplied with current, then the coil 6 indicates a magnetic field, for example in the direction of the dashed line L through the housing 7 and the Flußchtungsteil 4
- the housing 7 as well as the Flußschreibungsteil is formed of an electrically conductive material
- the friction disc 5 is partially and annularly with a coating 9, the one or both sides of the friction disc 5 can be attached, ausvigbar
- the coating 9 serves here, the adhesion forces between the magnetic
- the coating 9 serves as a lubricant between the flux guide parts 4, 7 which move relative to one another.
- materials can be used which have a lower strength than the base material of the flow guide parts 4, 7.
- a material to be used is in this case, for example copper.
- the coating 9 is annularly applied to the friction disc 5
- the conventional angle transmitters 10 known from the prior art are used in this case Means 4, 5, 6, 7 realize an end stop, the magnetic means 4, 5, 6, 7 are pressed against each other
- a highly sensitive angle encoder 10 is used Also detects the minimum rotational movements of the control knob 2 in the direction opposite to the end stop, thereby releasing the magnetic means 4, 5, 6, 7 and on the other hand, the game, with the Flußfuh- tion part 4 and the friction disc 5 is received in the control shaft 3 are sufficient to rotate the control knob 2 minimally, so that by means of the angle encoder 10 detects the direction of rotation and the magnetic center l 4, 5, 6, 7 are released
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Drehsteller (1 ) für eine Kraftfahrzeug mit einem Bedienknopf (2), einem Gehäuse (7), einer an Bedienknopf (2) drehfest befestigten Stellwelle (3) und mit elektromagnetischen Mitteln (4, 5, 6, 7), die derart auf den Bedienknopf (2) wirken, dass ein Rasten oder Blockieren der Drehbewegung des Bedienknopfs (2) ermöglicht ist, wobei im Gehäuse (7) eine Spule (6) drehfest aufgenommen ist und an der Stellwelle (3) ein Scheibenförmiges Flußführungsteil (4) verdrehfest und entlang der Stellwelle (3) bewegbar befestigt ist und das Flußführungsteil (4) gegen die Spule (6) und/oder das Gehäuse (7) anpressbar ist.
Description
B E S C H R E I B U N G
Drehsteller mit magnetischer Bremse
Die Erfindung betrifft einen Drehsteller für ein Kraftfahrzeug mit einem Bedienkπopf, einem Gehäuse, einer am Bedienknopf drehfest befestigten Stellwelle und elektro-magnetischen Mitteln, die derart auf den Bedienknopf wirken, dass ein Rasten oder Blockieren der Drehbewegung des Bedienknopfs ermöglicht ist.
In heutigen Kraftfahrzeugen werden vielfach Bedienelemente eingesetzt, denen multifunktionale Steuerungsaufgaben zugeordnet sind. So kann über die Auswahl in einem Display oder Menütasten einem Drehsteller die Steuerungsaufgabe zufallen, die Lautstärke eines Rundfunkempfängers einzustellen und gleichzeitig die Steuerungsaufgabe zugeordnet werden, um ein dreistufiges Gebläse einzustellen. Hierbei sind in einem Drehsteller unterschiedliche Haptiken wie auch Begrenzungen als Endanschläge zu realisieren.
Eine Möglichkeit zur Erzielung unterschiedlicher Rastpositionen in einem Drehsteller ist in der DE 101 53 002 A1 beschrieben. Der Drehsteller umfasst eine in einem Gehäuse drehbar gelagerte Stellwelle mit einer damit kooperierenden Rastanordnung, enthaltend ein drehbewegliches Halteelement, welches zur Aktivierung der Rastanordnung durch ein zugeordnetes durch einen Hubmagneten steuerbares Feststellelement bezüglich des Gehäuses brems- oder festlegbar ist, wobei der Hubmagnet einen aus einem Loch und einem beweglichen Ankeranordnung bestehenden Magnetkreis sowie eine Wicklung enthält. Hierbei enthält der Magnetkreis einen Permanentmagneten, welcher so ausgebildet und angeordnet ist, dass der Hubmagnet als bistabiler, durch kurzzeitige Bestromung der Wicklung umschaltbarer Hubmagnet wirkt. Durch die Anordnung einer Verzahnung und einer der die Verzahnung umgreifenden Rastring, die mit dem Hubmagneten zusammenwirkt, ist eine individuelle Einstellung der Rast möglich. Zur Erzeugung einer entsprechenden Haptik ist weiterhin die Verwendung bremszangenartiger Feststellelemente, welche auf die Oberfläche eines zumindest Scheiben- oder ringsegmentartig ausgebildeten Rastelementes wirken beschrieben.
Die Aufgabe der Erfindung ist es einen Drehsteller bereitzustellen, mit dem es möglich ist, beliebige Haptikverlaufe zu erzeugen Darüber hinaus soll der Drehsteller konstruktiv einfach aufgebaut und kostengünstig zu fertigen sein
Die erfindungsgemaße Aufgabe wird dadurch gelost, dass im Gehäuse eine Spule drehfest angeordnet ist und an der Stellwelle des Drehstellers eine Reibscheibe und ein scheibenförmiges Flußfuhrungsteil verdrehfest und entlang der Stellwelle bewegbar befestigt ist, wobei die Reibscheibe zwischen der Spule und dem Flußfuhrungsteil angeordnet ist, so dass das Flußfuhrungsteil über die Reibscheibe gegen die Spule anpressbar ist
Durch den erfindungsgemaßen Aufbau des Drehstellers ist nun die Möglichkeit geschaffen, beliebige Haptikverlaufe an einem Bedienknopf des Drehstellers zu realisieren Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn der Drehsteller für multifunktionale Steuerungsaufgaben eingesetzt wird So sind erfindungsgemaß viele kleine Rasten wie auch Mittenrasten und Endanschlage darstellbar Hierbei unterscheiden sich die üblichen Rasten von den Mittenrasten dadurch, dass bei Mittenrasten ein im Gegensatz zu normalen Rasten ein erhöhter Kraftaufwand zum Überdrehen der Mittenrast notwendig ist Durch eine formschlussige Verbindung zwischen der Reibscheibe und der Stellwelle sowie zwischen dem Flußfuhrungsteil und der Stellwelle ist ein konstruktiv einfacher Aufbau der magnetischen Mittel gewährleistet, was sich wiederum positiv auf die Herstellungskosten auswirkt
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausfuhrungsbeispiels naher erläutert
Es zeigt
Figur 1 einen erfindungsgemaß ausgestatteten Drehsteller in der Seitenansicht, die teilweise geschnitten dargestellt ist und Figur 2 einen erfindungsgemaßen Drehsteller mit einem elastischen Element, in einer identischen Ansicht
Wie aus der Figur 1 ersichtlich, besteht der Drehsteller 1 aus einem Bedienknopf 2 an dem eine Stellwelle 3 drehfest befestigt ist Unterhalb des Bedienknopfs ist an der Welle ein Flußfuhrungsteil 4 sowie eine Reibscheibe 5 entlang der Stellwelle 3 bewegbar befestigt Das Flußfuhrungsteil 4 und die Reibscheibe 5 sind entlang der Stellwelle 3 und in Richtung des Pfeils P über die Stellwelle 3 hinweg bewegbar Vorstellbar ist eine formschlussige Verbindung, wobei die Stellwelle 3 zumindest im Bereich des Flußfuhrungsteils 4 und der Reibscheibe 5 profiliert ausgebildet ist und dass Flußfuhrungsteil 4 und die Reibscheibe 5 eine
dem Profil entsprechende Öffnung aufweisen Unterhalb der Reibscheibe 5 ist eine Spule 6 um die Stellwelle 3 herum angeordnet Die Spule 6 wird in einem Teil des Gehäuses 7 des Drehstellers 1 gehalten Das Gehäuse 7 tragt gleichzeitig die Lagerung 8 der Stellwelle 3 Vorstellbar ist es hier ein handelsübliches Lager, wie beispielsweise ein Gleitlager, Rollenlager oder Kugellager einzusetzen
Die im Gehäuse 7 aufgenommene Spule 6 kann entweder als umlaufende, das heißt um die Stellwelle 3 herumlaufend oder als separates Spulenelement an zwei oder mehr Positionen im Gehäuse aufgenommen sein Wird die Spule 6 mit Strom beaufschlagt, so indiziert die Spule 6 ein magnetisches Feld das beispielsweise in Richtung der gestrichelten Linie L durch das Gehäuse 7 und das Flußfuhrungsteil 4 verlauft Bevorzugt ist das Gehäuse 7 wie auch das Flußfuhrungsteil aus einem elektrisch leitenden Werkstoff gebildet Ist das Gehäuse 7, das die Spule 6 aufnimmt aus einem elektrisch leitenden Werkstoff gebildet, so bildet das Gehäuse 7 ein unteres den magnetischen Fluß führendes Teil 7 und das Flußfuhrungsteil 4 ein oberes den magnetischen Fluß führendes Teil 4
Wird nun die Spule 6 mit einem elektrischen Strom beaufschlagt, so erzeugen die magnetischen Feldlinien eine Kraft F, die das Flußfuhrungsteil 4 gegen die Reibscheibe 5 an das Gehäuse 7 und die Spule 6 anpresst Je nach Hohe der Anpresskraft F wird eine für den Bediener des Bedienknopfs 2 unterschiedliche Haptik am Drehsteller 1 erkennbar Es ist somit ein beliebiges Rastmuster, das heißt in Bezug auf die Rastabstande und Rastkrafte am Bedienknopf einstellbar So ist es erfindungsgemaß möglich viele kleine Rasten sowie Mittenrasten und Endanschlage frei zu programmieren Die Programmierung erfolgt hierbei dadurch, dass die Spule 6 in den den Rasten entsprechenden Abstanden seitlich begrenzt mit Strom durchflössen wird, so dass die der Rast entsprechende Kraft F auf das Flußfuhrungsteil ausgeübt wird und somit durch die formschlussige Verbindung zur Stellwelle 3 eine Bremswirkung am Bedienknopf 2 spurbar ist
Alternativ ist es möglich, das Flußfuhrungsteil 4 ohne die Reibscheibe 5 zu verwenden Die Reibscheibe 5 ist erfindungsgemaß bereichsweise und ringförmig mit einer Beschichtung 9, die einseitig oder beidseitig der Reibscheibe 5 anbringbar ist, ausfuhrbar Die Beschichtung 9 dient hierbei dazu, die Adhäsionskräfte zwischen den magnetischen Mitteln 4, 7, 6 zu reduzieren Gleichzeitig dient die Beschichtung 9 als Gleitmittel zwischen den sich relativ zueinander bewegenden Flußfuhrungsteilen 4, 7 Als Beschichtung 9 sind hierbei Werkstoffe einsetzbar, die eine geringere Festigkeit als der Grundwerkstoff der Flußfuhrungsteile 4, 7 aufweisen Ein einzusetzender Werkstoff ist hierbei beispielsweise Kupfer In einer bevorzugten Ausfuhrungsform ist die Beschichtung 9 ringförmig auf der Reibscheibe 5 aufgebracht
Um die Drehbewegungen des Bedienknopfes 2 auswerten zu können, ist es erfindungsge- maß möglich, an die Steilwelle 3 einen Winkelgeber 10 zu befestigen Als Winkelgeber 10 werden hierbei die aus dem Stand der Technik bekannten üblichen Winkelgeber 10 eingesetzt In dem Fall, in dem die elektromagnetischen Mittel 4, 5, 6, 7 einen Endanschlag realisieren, werden die magnetischen Mittel 4, 5, 6, 7 gegeneinander gepresst Um aus dieser Stellung heraus die magnetischen Mittel 4, 5, 6, 7 wieder zu losen wird einerseits ein hochsensibler Winkelgeber 10 eingesetzt, der auch minimalste Drehbewegungen des Bedienknopfes 2 in die dem Endanschlag entgegengesetzte Richtung detektiert und hierbei die magnetischen Mittel 4, 5, 6, 7 freigibt und andererseits ist das Spiel, mit dem das Flußfuh- rungsteil 4 und die Reibscheibe 5 in der Stellwelle 3 aufgenommen sind ausreichend um den Bedienknopf 2 minimal zu drehen, so dass mittels das Winkelgebers 10 die Drehrichtung erfasst und die magnetischen Mittel 4, 5, 6, 7 freigegeben werden
Neben dem Spiel des Flußfuhrungsteils 4 und der Reibscheibe 5, wobei das Spiel in Drehstellern 1 unerwünscht ist, ist es erfindungsgemaß möglich, ein elastisches Element 11 in die Stellwelle 3 einzubringen, um eine Relativbewegung zwischen dem Winkelgeber 10 und den magnetischen Mitteln 4, 5, 6, 7 zu ermöglichen und somit ein Losen der Kraft F einzuleiten Als elastisches Element 1 1 ist hierbei ein Werkstoff einsetzbar, der eine Torrosion wenn auch nur geringfügig, zulasst, da im Wesentlichen der Winkelgeber für den Impuls zum Losen der Kraft F verantwortlich ist Eine bevorzugte Position für ein entsprechendes elastisches Element 1 1 ist in die Stellwelle 3 der Figur 2 gestrichelt eingezeichnet
Claims
1. Drehsteller für ein Kraftfahrzeug mit einem Bedienknopf (2) und einem Gehäuse (7), einer am-Bedienknopf (2) drehfest befestigten Stellwelle (3) und mit elektromagnetischen Mitteln (4, 5, 6, 7), die derart auf den Bedienknopf (2) wirken, dass ein Rasten oder Blockieren der Drehbewegung des Bedienknopfs (2) möglich ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (7) eine Spule (6) drehfest aufgenommen ist und an der Stellwelle (3) ein scheibenförmiges Flußführungsmittel (4) verdrehfest und entlang der Steüwelle (3) bewegbar befestigt ist, wobei das Flußführungsteil (4) gegen die Spule (6) und/oder das Gehäuse (7) anpressbar ist.
2. Drehsteller nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Spule (6) und dem Flußführungsteil (4) eine Reibscheibe (5) verdrehfest und entlang der Stellwelle (3) bewegbar befestigt ist.
3. Drehsteller nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Reibscheibe (5) einseitig oder beidseitig eine Beschichtung (9) aufgebracht ist, und die Beschich- tung (9) aus einem Werkstoff gebildet ist, der eine geringere Festigkeit als der Grundwerkstoff der Reibscheibe (5) aufweist.
4. Drehsteller nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (9) aus Kupfer gebildet ist.
5. Drehsteller nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Stellwelle (3) ein Winkelgeber (10) befestigt ist.
6. Drehsteller nach einem der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellwelle (3) in einem Lager (8), insbesondere in einem Kugellager (8), im Gehäuse (7) gehalten ist.
7. Drehsteller nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in die Stellwelle (3), unterhalb des Bedienknopfes (2) und zwischen den Winkelgeber (10) und den magnetischen Mitteln (4, 5, 6, 7) ein elastisches Element (11 ) integriert ist, so dass eine Relativbewegung zwischen den magnetischen Mitteln (4, 5, 6, 7) und dem Winkelgeber (11) möglich ist.
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