WO2009012945A1 - Flachbauendes bedienelement für ein kraftfahrzeug - Google Patents

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WO2009012945A1
WO2009012945A1 PCT/EP2008/005904 EP2008005904W WO2009012945A1 WO 2009012945 A1 WO2009012945 A1 WO 2009012945A1 EP 2008005904 W EP2008005904 W EP 2008005904W WO 2009012945 A1 WO2009012945 A1 WO 2009012945A1
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Jürgen HEHN
Rainer Elflein
Andreas Bunge
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Preh Gmbh
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    • H01H25/04—Operating part movable angularly in more than one plane, e.g. joystick
    • H01H25/041—Operating part movable angularly in more than one plane, e.g. joystick having a generally flat operating member depressible at different locations to operate different controls

Definitions

  • the guide plate serves as a guide wall to support the respective movements of the control knob.
  • the guide plate extends from the printed circuit board to the control knob.
  • the object of the invention is to provide an operating element, which is constructed flat, so that the control element has only a small height and thus requires a small installation depth.
  • the control should be structurally simple and inexpensive to manufacture.
  • a plastic mat arranged in the control element has an elevation in the region between the control knob and the contact, so that the control knob acts indirectly on the contact.
  • an operating element is now provided that meets all requirements in terms of penetrating moisture and at the same time allows a flat structure.
  • the plastic mat is made of an elastic silicone.
  • integrally formed on the plastic mat surveys, which cooperate with the actuating button and thus allow actuation of the switching contacts on the circuit board.
  • the survey in one embodiment, it is conceivable to form the survey in a cylindrical shape, so that on the one hand require minimal material cost and on the other hand serve as a linear-acting switch plunger.
  • An advantage of such elevations of a silicone elastic material is that is extended by the deformability of the silicone, the stroke of the actuating knob. Thus, the entire stroke results from the deformability of the silicone mat and the stroke of the contact elements on the circuit board.
  • Another advantage results from the fact that the surveys are formed directly with the production of the silicone mat, so that low production costs.
  • the operating button is a rocker switch or toggle button with two or more directions of actuation, each actuation direction is assigned a switching contact, a survey and possibly a thickening as a stop.
  • FIG. 1 shows an inventive control element in a three-dimensional view in an exploded view.
  • an operating element 1 is shown in a three-dimensional view in an exploded view.
  • the control is a multi-function switch 1, consisting of a toggle button 2, a plastic mat 3 and a printed circuit board 4.
  • the toggle button is a multi-function switch 1, consisting of a toggle button 2, a plastic mat 3 and a printed circuit board 4.
  • toggle buttons 2 are well known.
  • the plastic mat 3 is installed in the operating element 1.
  • the plastic mat 3 has five elevations 5, 6, 7, 8, 9, which are integrally formed in this embodiment of the plastic mat 3.
  • the elevations 5, 6, 7, 8 cooperate with the toggle button 2, wherein in each direction of movement of the toggle button 2 each have a survey 5, 6, 7, 8 in the plastic mat
  • the elevations 5, 6, 7, 8, 9 have a cylindrical shape and thus serve as integrally formed on the plastic mat 3 ram.
  • the plastic mat is made of an elastic silicone, preferably made of a transparent or translucent silicone.
  • the elevations 5, 6, 7, 8, 9 in this case form accumulations of material, depending on the selection of the elastic plastic and diameter of the elevations 5, 6, 7, 8, 9 differently deformable, that is compressible. This makes it possible according to the invention to influence or adjust the stroke of the toggle plate 2.
  • the cylindrical shape offers the possibility of a minimum material cost and ease of manufacture.
  • the survey 9 acts with an unillustrated in the opening 10 can be arranged button together.
  • the elevations 5, 6, 7, 8, 9 thickenings 11, 12 are integrally formed on the silicone mat, which are arranged on the one hand outside the contact elements 13, 14, 15, 16 and on the other hand for illuminating a symbolism on the toggle button 2 or Button, while they serve to scatter the light and thus for homogeneous illumination.
  • the silicone mat 3 extends over the entire surface 18 of the circuit board 4. In a preferred embodiment, the silicone mat 3 extends beyond the edges of the circuit board 4 and surrounds the circuit board 4 circumferentially. As a result, the electrical or electronic components on the circuit board 4 are protected from moisture. Due to the integration of the silicone mat 3 according to the invention, an extremely compact operating element 1 can be produced, so that the height H of the operating element, in the assembled state of the printed circuit board to the upper edge of the double button 2 measures only approximately 12 mm. In addition, by the silicone mat and the formation of the elevations 5, 6, 7, 8, 9, the feel of the control knob 2 adjustable.
  • circuit board 4 On the circuit board 4 are next to the switch contacts 13, 14, 15, 16, 17, which are in this embodiment snap discs with a stroke of 0.4 to 0.5 mm, mounted light source in the form of LEDs 19. In this case, only the lighting means 19 at the front corner of the printed circuit board 4 in FIG. 1 are provided with a reference symbol for the sake of clarity of FIG. On the underside 20 of the circuit board 4 are electrical connections and / or other electronic components 21, 22 fastened.
  • the toggle button 2 is pressed in the direction and at the location of the arrow P1, the operator presses on the toggle button 2 and thus on the survey 8 and ultimately closes the switch contact 17, or the snap disk 17.
  • the survey 8 is compressed, whereby a part of the stroke of the toggle button 2 is achieved and ultimately the snap disc 17 is actuated, whereby the operator a haptic feedback of the operation of the switching is mediated.
  • the stroke of the toggle button 2 is up to 1, 5 mm, preferably 1 mm.
  • the plastic mat 3 can also be produced from a plurality of different plastics.
  • the thickenings 11, 12 hollow executable and the range of the thickening to the elevations 5, 6, 7, 8, 9 formed transparent or translucent, so that the bulbs 19 on the one hand by the thickening 11, 12 and via the elevations 5, 6, 7, 8, 9 indirectly to the toggle Button 2 and thus can lead to the symbols.
  • the inner region with the thickening 11, 12 and the elevations 5, 6, 7, 8, 9 of a transparent or translucent plastic and the surrounding outer region of the mat 3 in an opaque plastic in two-component plastic injection molding in one piece train.
  • the indentation 23 serves to cover the series resistors for the lamps 19 and is therefore opaque executable.

Landscapes

  • Push-Button Switches (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bedienelement (1) für ein Kraftfahrzeug mit einem Betätigungsknopf (2), einer Leiterplatte (4) mit einem auf der Leiterplatte (4) angeordneten Kontakt (13, 14, 15, 16, 17), wobei zwischen der Leiterplatte (4) und dem Bedienknopf (2) eine flüssigkeitsabweisende Kunststoff matte (3) in das Bedienelement (1) eingebracht ist und der Betätigungsknopf (2) mit dem Kontakt (13, 14, 15, 16, 17) zusammenwirkt, wobei an der Kunststoffmatte (3), im Bereich zwischen dem Bedienknopf (2) und dem Kontakt (13, 14, 15, 16, 17) eine Erhebung (5, 6, 7, 8, 9) vorhanden ist, so dass der Bedienknopf (2) mittelbar auf den Kontakt (13, 14, 15, 16, 17) wirkt.

Description

B E S C H R E I B U N G
Flachbauendes Bedienelement für ein Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Bedienelement für ein Kraftfahrzeug mit einem Betätigungsknopf, einer Leiterplatte mit einem auf der Leiterplatte angeordneten Kontakt, wobei zwischen der Leiterplatte und dem Bedienknopf eine flüssigkeitsabweisende Kunststoffmatte in das Bedienelement eingebracht ist und der Betätigungsknopf mit dem Kontakt schaltend zusammenwirkt.
In Kraftfahrzeugen steht in vielen Bereichen nur wenig Bauraum zur Verfügung, wobei die Anzahl der Bedienfunktionen stetig ansteigt. Neben der steigenden Anzahl der Bedienfunktionen spielt die Handhabbarkeit eine entscheidende Rolle. So werden Bedienelemente oft dort eingesetzt, wo sie für den Bediener leicht einsehbar und/oder zugänglich sind. Ein Beispiel hierfür ist die Anordnung der Bedienelemente im Lenkrad eines Kraftfahrzeugs. Darüber hinaus werden auch Bedienelemente in den Sitz oder die Verkleidung des Kraftfahrzeugs eingebaut, wobei zumeist nur wenig Bauraum zur Verfügung steht. Um flach bauende Bedienelemente realisieren zu können, werden zum Beispiel Schaltmatten anstelle von Tastern oder Schaltern eingesetzt.
Aus der DE 10 2006 027 563 A1 ist ein Wippschalter bekannt, der mit einer über einer Leiterplatte angeordneten Kontaktmatte versehen ist. Der Wippschalter besteht hierbei aus einem Gehäuse, mit zwei in dem Gehäuse verschiebbar gelagerten Stößeln und mit einem jedem der Stößel zugeordneten Schaltelement, wobei das Schaltelement Teil einer Kontaktmatte ist. Oberhalb der Schaltelemente sind Stößel befestigt, die wiederum mit der Wippe formschlüssig verbunden sind.
Eine die Leiterplatte vollflächig überdeckende Führungsplatte ist aus der unveröffentlichten DE 10 2008 015 111 bekannt. Die Führungsplatte kann aus mehreren unterschiedlichen Kunststoffen bestehen, wobei Taster durch die Führungsplatte hindurch betätigbar sind.
BESTATIGUNGSKOPIE Darüber hinaus dient die Führungsplatte als Führungswand zur Unterstützung der jeweiligen Bewegungen des Bedienknopfes. Die Führungsplatte reicht hierbei von der Leiterplatte bis zum Bedienknopf.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Bedienelement bereit zu stellen, das flach aufgebaut ist, so dass das Bedienelement nur eine geringe Bauhöhe aufweist und somit eine geringe Einbautiefe benötigt. Darüber hinaus soll das Bedienelement konstruktiv einfach und kostengünstig zu fertigen sein.
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass eine im Bedienelement angeordnete Kunststoffmatte im Bereich zwischen dem Bedienknopf und dem Kontakt eine Erhebung besitzt, so dass der Bedienknopf mittelbar auf den Kontakt wirkt. Durch den erfindungsgemäßen Aufbau unter Verwendung einer elastischen Kunststoff matte zwischen der Leiterplatte mit den Kontakten und dem Bedienknopf wird nun einerseits ein Bedienelement bereitgestellt, das allen Anforderungen in Bezug auf eindringende Feuchtigkeit erfüllt und das gleichzeitig einen flachen Aufbau ermöglicht. Bevorzugt wird die Kunststoffmatte aus einem elastischen Silikon gefertigt. Vorteilhafterweise werden an die Kunststoffmatte einstückig Erhebungen angeformt, die mit dem Betätigungsknopf zusammenwirken und somit ein Betätigen der Schaltkontakte auf der Leiterplatte ermöglichen.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist es vorstellbar, die Erhebung in einer zylindrischen Form auszubilden, so dass sie einerseits minimalen Materialaufwand bedingen und andererseits als linear wirkende Schaltstößel dienen. Ein Vorteil derartiger Erhebungen aus einem elastischen Silikonmaterial ist der, dass durch die Deformierbarkeit des Silikons der Hub des Betätigungsknopfes verlängert wird. So ergibt sich der gesamte Hub aus der Deformierbarkeit der Silikonmatte und dem Hub der Kontaktelemente auf der Leiterplatte. Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, dass die Erhebungen unmittelbar mit der Herstellung der Silikonmatte ausbildbar sind, so dass geringe Fertigungskosten entstehen.
Um den Hub zu begrenzen oder im Falle des Aufbaus des Bedienelementes als Multifunk- tionsschalter mit zwei oder mehr Betätigungsknöpfen ist ein Eindringen von Verdickungen in die Kunststoffmatte in einem Bereich außerhalb der Kontaktelemente zweckmäßig und vorteilhaft, da hierdurch ein Anschlag für den Betätigungsknopf realisierbar ist. In Fortführung der Erfindung ist der Betätigungsknopf ein Wippschalter oder eine Toggle- Taste mit zwei oder mehr Betätigungsrichtungen, wobei jeder Betätigungsrichtung ein Schaltkontakt, eine Erhebung sowie gegebenenfalls eine Verdickung als Anschlag zugeordnet ist. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:
Figur 1 ein erfindungsgemäß ausgebildetes Bedienelement in einer dreidimensionalen Ansicht in einer Explosionsdarstellung.
In der Figur 1 ist ein Bedienelement 1 in einer dreidimensionalen Ansicht in einer Explosionszeichnung dargestellt. Das Bedienelement ist ein Multifunktionsschalter 1 , bestehend aus einer Toggle-Taste 2, einer Kunststoffmatte 3 und einer Leiterplatte 4. Die Toggle-Taste
2 ist kippbeweglich in einem nicht dargestellten Gehäuse aufgenommen und in vier Richtungen betätigbar. Derartige als Toggle-Tasten 2 bezeichnete Betätigungsknöpfe 2 sind allgemein bekannt.
Zwischen die Leiterplatte 4 und die Toggle-Taste 2 ist die erfindungsgemäße Kunststoff- matte 3 in das Bedienelement 1 eingebaut. Die Kunststoffmatte 3 besitzt fünf Erhebungen 5, 6, 7, 8, 9, die in diesem Ausführungsbeispiel einstückig an die Kunststoff matte 3 angeformt sind. Die Erhebungen 5, 6, 7, 8 wirken mit der Toggle-Taste 2 zusammen, wobei in jede Bewegungsrichtung der Toggle-Taste 2 jeweils eine Erhebung 5, 6, 7, 8 in die Kunststoffmatte
3 eingebracht ist. Die Erhebungen 5, 6, 7, 8, 9 besitzen eine zylindrische Form und dienen somit als an die Kunststoffmatte 3 angeformte Stößel. Durch das unmittelbare Ausbilden oder Einbinden oder Integrieren der Schaltstößel 5, 6, 7, 8, 9 in die Kunststoffmatte 3 ergibt sich ein konstruktiv einfacher Aufbau, da die Schaltstößel 5, 6, 7, 8, 9 durch die Kunststoffmatte 3 während des Zusammenbaus und während des Einsatzes lagegerecht gehalten werden. Bevorzugt ist die Kunststoff matte aus einem elastischen Silikon, bevorzugt aus einem transparenten oder transluzenten Silikon, gefertigt. Die Erhebungen 5, 6, 7, 8, 9 bilden hierbei Materialanhäufungen, die je nach Auswahl des elastischen Kunststoffs und Durchmesser der Erhebungen 5, 6, 7, 8, 9 unterschiedlich deformierbar, das heißt zusammendrückbar sind. Hierdurch ist es erfindungsgemäß möglich, den Hub der Togglescheibe 2 zu beeinflussen beziehungsweise einzustellen. Die zylindrische Form bietet hierbei die Möglichkeit eines minimalen Materialaufwandes und leichter Herstellbarkeit. Die Erhebung 9 wirkt mit einer nicht dargestellten in der Öffnung 10 anordbaren Taste zusammen. Neben den Erhebungen 5, 6, 7, 8, 9 sind an die Silikonmatte Verdickungen 11 , 12 angeformt, die einerseits außerhalb der Kontaktelemente 13, 14, 15, 16 angeordnet sind und andererseits zur Ausleuchtung einer Symbolik auf der Toggle-Taste 2 oder der Taste dienen, wobei sie gleichzeitig zur Streuung des Lichtes und somit zur homogenen Ausleuchtung dienen.
Die Silikonmatte 3 erstreckt sich über die gesamte Oberfläche 18 der Leiterplatte 4. In einer bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich die Silikonmatte 3 über die Ränder der Leiterplatte 4 hinweg und umschließt die Leiterplatte 4 umfänglich. Hierdurch werden die elektrischen oder elektronischen Bauteile auf der Leiterplatte 4 vor Feuchtigkeit geschützt. Durch die erfindungsgemäße Integration der Silikonmatte 3 wird ein äußerst kompaktes Bedienelement 1 herstellbar, so dass die Höhe H des Bedienelementes, im zusammengebauten Zustand von der Leiterplatte bis zur Oberkante der Doppeltaste 2 lediglich cirka 12 mm misst. Darüber hinaus ist durch die Silikonmatte und die Ausbildung der Erhebungen 5, 6, 7, 8, 9 die Haptik des Bedienknopfes 2 einstellbar.
Auf der Leiterplatte 4 sind neben den Schaltkontakten 13, 14, 15, 16, 17, die in diesem Ausführungsbeispiel Schnappscheiben mit einem Hub von 0,4 bis 0,5 mm sind, Leuchtmittel in Form von LEDs 19 montiert. Hierbei sind lediglich die Leuchtmittel 19 an der vorderen Ecke der Leiterplatte 4 in der Figur 1 zur Wahrung der Übersichtlichkeit der Figur 1 mit einem Bezugszeichen versehen. An der Unterseite 20 der Leiterplatte 4 sind elektrische Anschlüsse und/oder weitere elektronische Bauteile 21 , 22 befestigbar.
Wird nun die Toggle-Taste 2 in Richtung und an der Stelle des Pfeils P1 betätigt, so drückt der Bediener auf die Toggle-Taste 2 und somit auf die Erhebung 8 und schließt letztlich den Schaltkontakt 17, beziehungsweise die Schnappscheibe 17. Hierbei wird die Erhebung 8 zusammengedrückt, wodurch ein Teil des Hubes der Toggle-Taste 2 erzielt wird und letztlich die Schnappscheibe 17 betätigt, wodurch dem Bediener eine haptische Rückmeldung der Betätigung des Schaltens vermittelt wird. Der Hub der Toggle-Taste 2 beträgt bis zu 1 ,5 mm, bevorzugt 1 mm.
Die Kunststoffmatte 3 ist auch aus mehreren unterschiedlichen Kunststoffen herstellbar. Zur Hinterleuchtung von Symbolen in der Toggle-Taste sind die Verdickungen 11 , 12 hohl ausführbar und der Bereich von den Verdickungen bis zu den Erhebungen 5, 6, 7, 8, 9 transparent oder transluzent ausgebildet, so dass die Leuchtmittel 19 einerseits durch die Verdickungen 11 , 12 hindurch und über die Erhebungen 5, 6, 7, 8, 9 mittelbar Licht an die Toggle- Taste 2 und somit an die Symbole leiten können. Vorstellbar ist es, den inneren Bereich mit den Verdickungen 11 , 12 und den Erhebungen 5, 6, 7, 8, 9 aus einem transparenten oder transluzenten Kunststoff und den diesen umgebenden äußeren Bereich der Matte 3 in einem opaken Kunststoff in zwei Komponenten-Kunststoffspritztechnik einstückig auszubilden. Die Einformung 23 dient zur Abdeckung der Vorwiderstände für die Leuchtmittel 19 und ist dem zufolge opak ausführbar. Neben der Verwendung einer 2K-Spritztechnik ist es ebenfalls vorstellbar, den inneren Bereich der Matte 3 abzudecken und den äußeren Bereich der Matte 3 zu lackieren, so dass kein Streulicht durch die Matte 3 dringen kann.
Zusätzlich ist es möglich, in die Matte 3 weitere Ausformungen in Richtung der Toggle-Taste oder des Tasters auszuformen, die einer Begrenzung der Bewegung der Toggle-Taste 2 und/oder der Taste dienen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Bedienelement (1) für ein Kraftfahrzeug mit einem Bedienknopf (2), einer Leiterplatte (4) mit einem auf der Leiterplatte (4) angeordneten Kontakt (13, 14, 15, 16, 17), wobei zwischen der Leiterplatte (4) und dem Bedienknopf (2) eine flüssigkeitsabweisende Kunststoffmatte (3) in das Bedienelement (1) eingebracht ist und der Betätigungsknopf (2) mit dem Kontakt (13, 14, 15, 16, 17) zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass an der Kunststoffmatte (3), im Bereich zwischen dem Bedienknopf (2) und dem Kontakt (13, 14, 15, 16, 17) eine Erhebung (5, 6, 7, 8, 9) vorhanden ist, so dass der Bedienknopf (2) mittelbar auf den Kontakt (13, 14, 15, 16, 17) wirkt.
2. Bedienelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebung (5, 6, 7, 8, 9) einstückig an die Kunststoff matte (3) angeformt ist.
3. Bedienelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebung (5, 6, 7, 8, 9) eine zylindrische Form aufweist, so dass die Erhebung (5, 6, 7, 8, 9) einen in die Kunststoffmatte (3) integrierten Schaltstößel bildet.
4. Bedienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an die Kunststoffmatte (3) weitere außerhalb des Kontaktes (13, 14, 15, 16, 17) angeordnete Ausformungen angeformt sind, so dass der Hub des Betätigungsknopfes (2) durch die Ausformungen begrenzt ist.
5. Bedienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffmatte (3) eine Silikonmatte ist, die sich vollständig über die Leiterplatte (4) erstreckt, so dass die Leiterplatte (4) gegen Feuchtigkeit geschützt ist.
6. Bedienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontakt (13, 14, 15, 16, 17) eine Schnappscheibe ist.
7. Bedienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienelement (1) ausgehend von der Leiterplatte (4) bis zum oberen Ende des Betätigungsknopfes (2) eine Höhe von 12 mm aufweist.
8. Bedienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Bedienknopf (2) ein Wippschalter oder eine Toggle-Taste ist, wobei jeder Betätigungsrichtung des Wippschalters oder der Toggle-Taste ein Kontakt (13, 14, 15, 16, 17) und eine Erhebung (5, 6, 7, 8, 9) zugeordnet ist.
9. Bedienelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienelement (1) eine zusätzliche Taste aufweist, die mit einem Kontakt (15) und einer Erhebung (9) zusammenwirkt.
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