WO2023241842A1 - Capacitive operating unit which can be operated in a rotatory manner and which has defined switch points - Google Patents

Capacitive operating unit which can be operated in a rotatory manner and which has defined switch points Download PDF

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WO2023241842A1
WO2023241842A1 PCT/EP2023/060903 EP2023060903W WO2023241842A1 WO 2023241842 A1 WO2023241842 A1 WO 2023241842A1 EP 2023060903 W EP2023060903 W EP 2023060903W WO 2023241842 A1 WO2023241842 A1 WO 2023241842A1
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WO
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contact
operating
operating unit
partition
unit according
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PCT/EP2023/060903
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Inventor
Roy GUTEKUNST
Kevin Veeser
Tobias LEIBER
Markus GLÖKLER
Original Assignee
Marquardt Gmbh
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    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/965—Switches controlled by moving an element forming part of the switch
    • H03K17/975—Switches controlled by moving an element forming part of the switch using a capacitive movable element
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
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    • H03K2217/94—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00 characterised by the way in which the control signal is generated
    • H03K2217/965—Switches controlled by moving an element forming part of the switch
    • H03K2217/9651—Switches controlled by moving an element forming part of the switch the moving element acting on a force, e.g. pressure sensitive element

Definitions

  • Capacitive control unit that can be operated in rotation with defined switching points
  • the invention relates to a rotationally operable capacitive operating unit, in which an operating element can be moved by a rotational movement relative to a fixed central element defining an axis of rotation and can be brought into electrical contact with it at predetermined contact points, the contact causing a local change in an electrical field, which can be detected by a capacitive sensor that is spatially separated and separated by a closed partition to trigger an assigned function.
  • capacitive touchscreens generally allow rotational operation, they often do not provide immediate haptic feedback or usually require direct visual contact for precise control.
  • capacitive switches such as those used in a keyboard and as they are known from US 2021/0320659 A1, usually only allow a single actuation to be recognized per capacitive sensor, with the addition that only orthogonal to a partition wall that spatially separates the sensor ongoing movements or operations can be recognized.
  • the control unit according to the document DE 10 2006 043 619 A1 also provides a partition wall that spatially separates the capacitive sensor, the control element being freely movable about an axis of rotation on the side of the partition facing away from the sensor, so that no defined switching or actuation points are determined or can be detected haptically.
  • the invention is therefore based on the object of overcoming the aforementioned disadvantages and of providing an operating unit which, on the one hand, enables a spatial separation of the operating element and a unit that recognizes the operation and, on the other hand, defines, in particular, in the circumferential direction around an axis of rotation about which the operating element can be operated in a rotational manner Provides switching points.
  • This task is achieved by the combination of features according to claim 1.
  • the at least one capacitive sensor is also arranged on the back of the partition and is designed to detect the respective local change in the electric field and to assign a respective position on the visible side of the partition to the respective local change.
  • the closed partition creates a complete spatial separation between the back arranged sensor and the control element arranged on the visible side, the control element being haptically detectable and actuable.
  • the control element can be moved mechanically to the defined switching points, at which stops and/or locking points can be provided to limit the movement of the control element.
  • an advantageous variant of the operating unit provides that the operating element has two contact sections arranged on the movement path and each assigned to a contact point for establishing the electrical contact at the respective contact point, which are electrically conductive or have conductive elements.
  • the contact sections of the operating element can also be formed integrally with one another as a continuous conductive section.
  • the middle element can each have a contact section at the contact points for producing the electrical contact at the respective contact point, which is electrically conductive or has conductive elements facing the control element.
  • the contact sections of the control element or the contact sections of the middle element can be designed as a contact pill or a snap disk.
  • the contact sections of the control element or the contact sections of the center element can have a contact pill or a snap disk.
  • a contact pill or a snap disk can be arranged between each contact section of the operating element and an associated contact section of the central element, with which the respective contact can be produced, in order to be able to provide a flat and uniform contact and, if necessary, a haptically detectable switching.
  • the contact points also preferably form a stop in the circumferential direction to limit the movement of the control element along the movement path.
  • control element can also be locked in one or both positions that establish contact at the contact point.
  • the operating unit has evaluation electronics connected to the capacitive sensor, which is designed to trigger a function to be switched that is assigned to the position. Additionally or alternatively, it can also be provided that the evaluation electronics determine a direction from the local changes in the electric field at the respective contact point detected by the at least one capacitive sensor and/or from the positions of the changes in the electric field determined by the at least one capacitive sensor into which the control element was moved. Based on the direction of actuation or the position of the change in the electric field, an assigned function can be triggered by the evaluation electronics.
  • Fig. 2 shows the first variant of the operating unit in an actuated position.
  • Figures 1 and 2 show an exemplary operating unit 1 with a pair of contact points A1, A2, with Figure 1 depicting the operating unit 1 in an unactuated position, ie in a neutral basic position, and Figure 2 depicting the operating unit 1 in an actuated position.
  • the capacitive operating unit 1 is shown in a top view, so that the plane in which the partition 10 runs corresponds to the representation plane, with the visible side of the partition 10 facing the viewer and the back of the partition 10 facing away from the viewer.
  • the middle element 20 fixed to the partition 10 is arranged, which is fixed and immovable in relation to its position relative to the partition 10. Furthermore, on the visible side of the partition 10, the operating element 30 is arranged, which is movably held on the central element 20 via the elastic element 40 designed as a torsion spring and thereby along the movement path B in the circumferential direction U around the axis of rotation X determined by the central element 20 and parallel to the Plane or parallel to the partition 10 can be rotated.
  • the operating element 30 is subjected to a force F from below in the plane of representation, as a result of which the operating element 30 is rotated along the movement path B in the circumferential direction U about the rotation axis X towards the first contact point A1, so that there is contact between the control element 30 and the middle element 20.
  • the electrical contact is established at the first contact point A1 by the first contact section 31 of the operating element 30 facing the first contact point A1 and the associated first contact section 21 of the middle element 20.
  • the two contact sections 31, 32 of the operating element 30 can be formed integrally with one another.
  • the contact sections 21, 22 of the middle element 20 can be formed, for example, by conductive plates which are fixed to an outer ring element 23 of the middle element 20.
  • the outer ring element 23 surrounds the elastic element 40 designed as a torsion spring and the inner central element 24 of the middle element 20.
  • the torsion spring or the elastic element 40 is supported on the central element 24 and/or the ring element 23 and holds the operating element 30 in a spring-returned position in the neutral basic position shown in FIG.
  • the operating element 30 can be used to control, for example, an electrically operable window or a vehicle door, the window being raised, for example, when contact occurs at the first contact point A1 and which is lowered. when contact occurs at the second contact point A2.
  • the door can be opened or closed by the respective contact.

Abstract

The invention relates to a capacitive operating unit (1) comprising a closed separating wall (10) that runs on a plane and comprising at least one capacitive sensor (11), said separating wall (10) having a rear face and a visible face. The visible face of the separating wall (10) is equipped with a stationary central element (20), which defines a rotational axis (X), and an operating element (30), which can be moved relative to the central element (20) about the rotational axis (X) and parallel to the plane, wherein the central element (20) and the operating element (30) have two common contact points (A1, A2) along a movement path (B) running in the circumferential direction (U) about the rotational axis (X) and are designed to produce a local change in an electric field in the event of an electric contact at the respective contact point (A1, A2), said electric contact being produced by a movement of the operating element (30) parallel to the plane about the rotational axis (X), and the at least one capacitive sensor (11) is arranged on the rear face of the separating wall (10) and is designed to detect the respective local change in the electric field and to assign the respective local change to a respective position on the visible face of the separating wall (10).

Description

Rotatorisch bedienbare kapazitive Bedieneinheit mit definierten Schaltpunkten Capacitive control unit that can be operated in rotation with defined switching points
Beschreibung: Description:
Die Erfindung betrifft eine rotatorisch bedienbare kapazitive Bedieneinheit, bei welcher ein Bedienelement durch eine rotatorische Bewegung relativ zu einem feststehenden und eine Rotationsachse definierenden Mittelelement bewegbar und an vorbestimmten Kontaktpunkten mit diesem in elektrischen Kontakt bringbar ist, wobei der Kontakt eine lokale Änderung eines elektrischen Feldes hervorruft, welche von einem räumlich und durch eine geschlossene Trennwand getrennten kapazitiven Sensor zum Auslösen einer zugeordneten Funktion detektierbar ist. The invention relates to a rotationally operable capacitive operating unit, in which an operating element can be moved by a rotational movement relative to a fixed central element defining an axis of rotation and can be brought into electrical contact with it at predetermined contact points, the contact causing a local change in an electrical field, which can be detected by a capacitive sensor that is spatially separated and separated by a closed partition to trigger an assigned function.
Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von Bedieneinheiten bekannt, welche jedoch nur für spezielle Anwendungsfälle geeignet sind oder verschiedene Nachteile aufweisen. Mechanische Schalter und beispielsweise Tasten, wie sie aus der US 11 ,012,069 B2 bekannt sind erlauben beispielsweise keine vollständige räumliche Trennung zwischen der Bedieneinheit und einer eine Bedienung detektierenden Schaltung. Das gilt insbesondere auch dann, wenn ein solcher Aufbau auf eine rotatorische Betätigung angepasst wird. A large number of control units are known from the prior art, but they are only suitable for special applications or have various disadvantages. Mechanical switches and, for example, buttons, as are known from US 11,012,069 B2, for example, do not allow a complete spatial separation between the operating unit and a circuit that detects an operation. This also applies in particular if such a structure is adapted to rotary actuation.
Kapazitive Touchscreens erlauben zwar grundsätzlich eine rotatorische Betätigung, ermöglichen jedoch oftmals kein unmittelbares haptisches Feedback oder benötigen zur präzisen Steuerung meist unmittelbar Sichtkontakt. Although capacitive touchscreens generally allow rotational operation, they often do not provide immediate haptic feedback or usually require direct visual contact for precise control.
Andere kapazitive Schalter, wie sie beispielsweise bei einer Tastatur verwendet werden und wie sie aus der US 2021/0320659 A1 bekannt sind, erlauben zumeist lediglich eine einzige zu erkennende Betätigung je kapazitiven Sensor, wobei hinzukommt, dass nur orthogonal zu einer den Sensor räumlich separierenden Trennwand verlaufende Bewegungen bzw. Betätigungen erkennbar sind. Other capacitive switches, such as those used in a keyboard and as they are known from US 2021/0320659 A1, usually only allow a single actuation to be recognized per capacitive sensor, with the addition that only orthogonal to a partition wall that spatially separates the sensor ongoing movements or operations can be recognized.
Auch die Bedieneinheit gemäß dem Dokument DE 10 2006 043 619 A1 sieht eine den kapazitiven Sensor räumlichtrennende Trennwand vor, wobei das Bedienelement auf der von dem Sensor abgewandten Seite der Trennwand frei um eine Rotationsachse bewegbar ist, sodass keine definierten Schalt- bzw. Betätigungspunkte bestimmt oder haptisch erfassbar sind. The control unit according to the document DE 10 2006 043 619 A1 also provides a partition wall that spatially separates the capacitive sensor, the control element being freely movable about an axis of rotation on the side of the partition facing away from the sensor, so that no defined switching or actuation points are determined or can be detected haptically.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nachteile zu überwinden und eine Bedieneinheit bereitzustellen, welche einerseits eine räumliche Trennung von Bedienelement und einer die Bedienung erkennenden Einheit ermöglicht und andererseits insbesondere in Umfangsrichtung um eine Rotationsachse, um welche das Bedienelement rotatorische bedienbar ist, definierte Schaltpunkte bereitstellt. Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Patentanspruch 1 gelöst. The invention is therefore based on the object of overcoming the aforementioned disadvantages and of providing an operating unit which, on the one hand, enables a spatial separation of the operating element and a unit that recognizes the operation and, on the other hand, defines, in particular, in the circumferential direction around an axis of rotation about which the operating element can be operated in a rotational manner Provides switching points. This task is achieved by the combination of features according to claim 1.
Erfindungsgemäß wird daher eine kapazitive Bedieneinheit mit einer geschlossenen, in einer Ebene verlaufenden Trennwand und zumindest einem kapazitiven Sensor vorgeschlagen. Die Trennwand weist eine Rückseite und eine Sichtseite auf, welche insbesondere dadurch bestimmt ist, dass sie im bestimmungsgemäßen Gebrauch einem Bediener zugänglich ist, wohingegen die Rückseite dem Bediener vorzugsweise nicht zugänglich oder von diesem abgewandt ist. An der Sichtseite der Trennwand ist ein bezüglich der Trennwand feststehendes und eine Rotationsachse bestimmendes Mittelelement und ein relativ zu dem Mittelelement um die Rotationsachse sowie parallel der Ebene und insbesondere ausschließlich parallel der Ebene bewegliches Bedienelement angeordnet. Dabei kann das Mittelelement integral bzw. einstückig mit der Trennwand ausgebildet oder an dieser fixiert sein. Ist das Mittelelement gesondert zur Trennwand vorgesehen, kann das Mittelelement einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein, wobei die einzelnen Teile bei einer mehrteiligen Ausbildung voneinander beabstandet und mittelbar über die Trennwand verbunden sein können. Das Mittelelement und das Bedienelement weisen entlang einer in Umfangsrichtung um die Rotationsachse verlaufenden Bewegungsbahn zwei gemeinsame Kontaktpunkte auf und sind ausgebildet, bei einem durch eine zu der Ebene parallelen Bewegung des Bedienelements um die Rotationsachse hergestellten elektrischen Kontakt an dem jeweiligen Kontaktpunkt eine lokale Änderung eines elektrischen Feldes zu bewirken. Dabei kann jeweils ein Kontaktpunkt als ein definierter Schaltpunkt verstanden werden. Der zumindest eine kapazitive Sensor ist zudem an der Rückseite der Trennwand angeordnet und ist ausgebildet, die jeweilige lokale Änderung des elektrischen Feldes zu erfassen sowie der jeweiligen lokalen Änderung eine jeweilige Position auf der Sichtseite der Trennwand zuzuordnen. Durch die geschlossene Trennwand wird eine vollständige räumliche Trennung zwischen dem rückseitig angeordneten Sensor und dem sichtseitig angeordneten Bedienelement ermöglicht, wobei das Bedienelement haptisch erfassbar und betätigbar ist. Dabei ist das Bedienelement mechanisch auf die definierten Schaltpunkte bewegbar, an welchen zugleich Anschläge und/oder Rastpunkte zur Begrenzung der Bewegung des Bedienelements vorgesehen sein können. According to the invention, a capacitive operating unit with a closed partition wall running in one plane and at least one capacitive sensor is therefore proposed. The partition has a back and a visible side, which is determined in particular by the fact that it is accessible to an operator when used as intended, whereas the back is preferably not accessible to the operator or is facing away from the operator. On the visible side of the partition there is a central element that is fixed with respect to the partition and determines an axis of rotation and an operating element that is movable relative to the central element about the axis of rotation and parallel to the plane and in particular exclusively parallel to the plane. The middle element can be formed integrally or in one piece with the partition or fixed to it. If the middle element is provided separately from the partition, the middle element can be designed in one piece or in several parts, whereby the individual parts can be spaced apart from one another in a multi-part design and connected indirectly via the partition. The center element and the control element have two common contact points along a movement path running in the circumferential direction around the axis of rotation and are designed to produce a local change in an electric field at the respective contact point in the event of an electrical contact made by a movement of the control element parallel to the plane around the axis of rotation to effect. One contact point can be understood as a defined switching point. The at least one capacitive sensor is also arranged on the back of the partition and is designed to detect the respective local change in the electric field and to assign a respective position on the visible side of the partition to the respective local change. The closed partition creates a complete spatial separation between the back arranged sensor and the control element arranged on the visible side, the control element being haptically detectable and actuable. The control element can be moved mechanically to the defined switching points, at which stops and/or locking points can be provided to limit the movement of the control element.
Eine vorteilhafte Variante der Bedieneinheit sieht vor, dass das Bedienelement zwei auf der Bewegungsbahn angeordnete und jeweils einem Kontaktpunkt zugeordnete Kontaktabschnitte zur Herstellung des elektrischen Kontakts an dem jeweiligen Kontaktpunkt aufweist, welche elektrisch leitfähig sind oder leitende Elemente aufweisen. Die Kontaktabschnitte des Bedienelements können zudem integral miteinander als ein durchgehender leitender Abschnitt ausgebildet sein. An advantageous variant of the operating unit provides that the operating element has two contact sections arranged on the movement path and each assigned to a contact point for establishing the electrical contact at the respective contact point, which are electrically conductive or have conductive elements. The contact sections of the operating element can also be formed integrally with one another as a continuous conductive section.
Ferner kann das Mittelelement an den Kontaktpunkten jeweils einen Kontaktabschnitt zur Herstellung des elektrischen Kontakts an dem jeweiligen Kontaktpunkt aufweisen, welcher elektrisch leitfähig ist oder jeweils dem Bedienelement zugwandte leitende Elemente aufweist. Furthermore, the middle element can each have a contact section at the contact points for producing the electrical contact at the respective contact point, which is electrically conductive or has conductive elements facing the control element.
Die Kontaktabschnitte des Bedienelements oder die Kontaktabschnitte des Mittelelements können als eine Kontaktpille oder eine Schnappscheibe ausgebildet sein. Alternativ können die Kontaktabschnitte des Bedienelements oder die Kontaktabschnitte des Mittelelements eine Kontaktpille oder eine Schnappscheibe aufweisen. Weiter alternativ kann zwischen jeweils einem Kontaktabschnitt des Bedienelements und einem zugeordneten Kontaktabschnitt des Mittelelements, mit welchen der jeweilige Kontakt herstellbar ist, jeweils eine Kontaktpille oder eine Schnappscheibe angeordnet sein, um dadurch einen flächigen und gleichmäßigen Kontakt sowie gegebenenfalls ein haptisch erfassbares Schalten bereitstellen zu können.The contact sections of the control element or the contact sections of the middle element can be designed as a contact pill or a snap disk. Alternatively, the contact sections of the control element or the contact sections of the center element can have a contact pill or a snap disk. Further alternatively, a contact pill or a snap disk can be arranged between each contact section of the operating element and an associated contact section of the central element, with which the respective contact can be produced, in order to be able to provide a flat and uniform contact and, if necessary, a haptically detectable switching.
Das Bedienelement kann gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung an dem Mittelelement durch ein elastisches Element entlang der Bewegungsbahn beweglich gehalten sein, welches insbesondere eine Drehfeder ist. Weiter kann vorgesehen sein, dass das Bedienelement ausschließlich durch das elastische Element an dem Mittelelement gehalten und mittelbar über das Mittelelement an der Trennwand fixiert ist. According to an advantageous development, the control element can be attached to the middle element by an elastic element along the movement path be kept movable, which is in particular a torsion spring. Furthermore, it can be provided that the operating element is held on the central element exclusively by the elastic element and is fixed indirectly to the partition wall via the central element.
Eine vorteilhafte Ausbildung der Bedieneinheit sieht vor, dass das Bedienelement von dem elastischen Element in eine Grundstellung federrückgestellt ist. Vorzugsweise stellt das Bedienelement in der Grundstellung keinen Kontakt an einem der Kontaktpunkte her, wobei alternativ auch vorgesehen sein kann, dass die Grundstellung an einem Kontaktpunkt liegt und in der Grundstellung entsprechend ein Kontakt hergestellt ist. An advantageous embodiment of the operating unit provides that the operating element is spring-returned to a basic position by the elastic element. Preferably, the operating element does not make contact at one of the contact points in the basic position, although alternatively it can also be provided that the basic position is at a contact point and contact is correspondingly made in the basic position.
Eine Variante sieht dabei jedoch vor, dass die Grundstellung entlang der Bewegungsbahn zwischen den Kontaktpunkten und insbesondere genau mittig zwischen den Kontaktpunkten angeordnet ist, sodass entsprechend gerade kein Kontakt an den beiden Kontaktpunkten hergestellt ist. However, one variant provides that the basic position is arranged along the movement path between the contact points and in particular exactly in the middle between the contact points, so that no contact is made at the two contact points.
Das Bedienelement kann gemäß einer Weiterbildung ein sich in Radialrichtung von der Rotationsachse weg erstreckender Bedienhebel sein. According to a further development, the operating element can be an operating lever that extends in the radial direction away from the axis of rotation.
Obwohl auch Lösungen mit je einem kapazitiven Sensor je Kontaktpunkt möglich sind, sieht eine vorteilhafte Variante vor, dass der kapazitive Sensor ein Flächensensor ist, welcher zumindest im Bereich der Kontaktpunkte an der Rückseite der Trennwand angeordnet ist, sodass der Kontakt in beiden Kontaktpunkten von dem Flächensensor erfassbar und eine Position der Änderung des elektrischen Feldes bestimmbar ist. Although solutions with one capacitive sensor per contact point are also possible, an advantageous variant provides that the capacitive sensor is a surface sensor, which is arranged at least in the area of the contact points on the back of the partition, so that the contact in both contact points is from the surface sensor can be detected and a position of the change in the electric field can be determined.
Die Kontaktpunkte bilden zudem vorzugsweise in Umfangsrichtung einen Anschlag zur Begrenzung der Bewegung des Bedienelements entlang der Bewegungsbahn. The contact points also preferably form a stop in the circumferential direction to limit the movement of the control element along the movement path.
Weiter kann auch eine Verrastung des Bedienelements in einer bzw. beiden den Kontakt an dem Kontaktpunkt herstellenden Stellungen vorgesehen sein. Ferner kann vorgesehen sein, dass die Bedieneinheit eine mit dem kapazitiven Sensor verbundene Auswerteelektronik aufweist, welche ausgebildet ist, eine jeweilige der Position zugeordnete zu schaltende Funktion auszulösen. Zusätzlich oder alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Auswerteelektronik aus den von dem zumindest einen kapazitiven Sensor erfassten lokalen Änderungen des elektrischen Feldes an dem jeweiligen Kontaktpunkt und/oder aus den von dem zumindest einen kapazitiven Sensor bestimmten Positionen der Änderungen des elektrischen Feldes eine Richtung bestimmt, in welche das Bedienelement bewegt wurde. Ausgehend von der Richtung der Betätigung oder der Position der Änderung des elektrischen Feldes kann von der Auswerteelektronik eine jeweils zugeordnete Funktion ausgelöst werden. Furthermore, the control element can also be locked in one or both positions that establish contact at the contact point. Furthermore, it can be provided that the operating unit has evaluation electronics connected to the capacitive sensor, which is designed to trigger a function to be switched that is assigned to the position. Additionally or alternatively, it can also be provided that the evaluation electronics determine a direction from the local changes in the electric field at the respective contact point detected by the at least one capacitive sensor and/or from the positions of the changes in the electric field determined by the at least one capacitive sensor into which the control element was moved. Based on the direction of actuation or the position of the change in the electric field, an assigned function can be triggered by the evaluation electronics.
Die vorstehend offenbarten Merkmale sind beliebig kombinierbar, soweit dies technisch möglich ist und diese nicht im Widerspruch zueinander stehen. The features disclosed above can be combined in any way, as long as this is technically possible and they do not contradict each other.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt: Other advantageous developments of the invention are characterized in the subclaims or are shown in more detail below together with the description of the preferred embodiment of the invention with reference to the figures. It shows:
Fig. 1 eine erste Variante einer Bedieneinheit in Grundstellung; 1 shows a first variant of an operating unit in the basic position;
Fig. 2 die erste Variante der Bedieneinheit in einer betätigten Stellung.Fig. 2 shows the first variant of the operating unit in an actuated position.
Die Figuren sind beispielhaft schematisch. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren weisen auf gleiche funktionale und/oder strukturelle Merkmale hin. The figures are exemplary schematic. The same reference numbers in the figures indicate the same functional and/or structural features.
Die Figuren 1 und 2 zeigen eine beispielhafte Bedieneinheit 1 mit einem Paar von Kontaktpunkten A1 , A2, wobei Figur 1 die Bedieneinheit 1 in einer unbetätigten Stellung d.h. in einer neutralen Grundstellung und Figur 2 die Bedieneinheit 1 in einer betätigten Stellung abbildet. Die kapazitive Bedieneinheit 1 ist in einer Draufsicht dargestellt, sodass die Ebene in welcher die Trennwand 10 verläuft der Darstellungsebene entspricht, wobei die Sichtseite der Trennwand 10 dem Betrachter zugewandt und die Rückseite der Trennwand 10 vom Betrachter abgewandt ist. Figures 1 and 2 show an exemplary operating unit 1 with a pair of contact points A1, A2, with Figure 1 depicting the operating unit 1 in an unactuated position, ie in a neutral basic position, and Figure 2 depicting the operating unit 1 in an actuated position. The capacitive operating unit 1 is shown in a top view, so that the plane in which the partition 10 runs corresponds to the representation plane, with the visible side of the partition 10 facing the viewer and the back of the partition 10 facing away from the viewer.
Auf der Sichtseite der T rennwand 10 ist das an der T rennwand 10 fixierte Mittelelement 20 angeordnet, welches entsprechend bezüglich seiner Position zur Trennwand 10 festgelegt und unbeweglich ist. Weiter ist an der Sichtseite der Trennwand 10 das Bedienelement 30 angeordnet, welches über das als Drehfeder ausgebildete elastische Element 40 beweglich an dem Mittelelement 20 gehalten wird und dadurch entlang der Bewegungsbahn B in Umfangsrichtung U um die durch das Mittelelement 20 bestimmte Rotationsachse X und parallel der Ebene bzw. parallel der Trennwand 10 rotierbar ist. On the visible side of the partition 10, the middle element 20 fixed to the partition 10 is arranged, which is fixed and immovable in relation to its position relative to the partition 10. Furthermore, on the visible side of the partition 10, the operating element 30 is arranged, which is movably held on the central element 20 via the elastic element 40 designed as a torsion spring and thereby along the movement path B in the circumferential direction U around the axis of rotation X determined by the central element 20 and parallel to the Plane or parallel to the partition 10 can be rotated.
Das Mittelement 20 und das Bedienelement 30 weisen entlang der Bewegungsbahn B zwei gemeinsame Kontaktpunkte A1 , A2 auf. In der in Figur 1 dargestellten unbetätigten Stellung liegt an keinem der Kontaktpunkte A1 , A2 ein elektrisch leitender Kontakt zwischen Mittelelement 20 und Bedienelement 30 vor. Wird das als Hebel ausgebildete Bedienelement 30 an seinem in Radialrichtung äußeren Abschnitt entlang der Bewegungsbahn B mit einer Kraft beaufschlagt bzw. bewegt, kommt es abhängig von der Bewegungsrichtung an einem der Kontaktpunkte A1 , A2 zu einem elektrischen Kontakt zwischen dem jeweiligen Kontaktabschnitt 31 , 32 des Bedienelements 30 und dem jeweiligen Kontaktabschnitt 21 , 22 des Mittelelements 20. The central element 20 and the control element 30 have two common contact points A1, A2 along the movement path B. In the unactuated position shown in FIG. 1, there is no electrically conductive contact between the center element 20 and the control element 30 at any of the contact points A1, A2. If the control element 30 designed as a lever is subjected to a force or moved at its outer section in the radial direction along the movement path B, an electrical contact occurs between the respective contact section 31, 32 of the respective contact section 31, 32 at one of the contact points A1, A2, depending on the direction of movement Control element 30 and the respective contact section 21, 22 of the middle element 20.
In der in Figur 2 dargestellten betätigten Stellung ist das Bedienelement 30 in der Darstellungsebene von unten mit einer Kraft F beaufschlagt, wodurch das Bedienelement 30 entlang der Bewegungsbahn B in Umfangsrichtung U um die Rotationsachse X zu dem ersten Kontaktpunkt A1 hin verdreht ist, sodass es an diesem zu einem Kontakt zwischen Bedienelement 30 und Mittelelement 20 kommt. 2, the operating element 30 is subjected to a force F from below in the plane of representation, as a result of which the operating element 30 is rotated along the movement path B in the circumferential direction U about the rotation axis X towards the first contact point A1, so that there is contact between the control element 30 and the middle element 20.
Der elektrische Kontakt wird an dem ersten Kontaktpunkt A1 dabei durch den dem ersten Kontaktpunkt A1 zugewandten ersten Kontaktabschnitt 31 des Bedienelements 30 und dem zugehörigen ersten Kontaktabschnitt 21 des Mittelelements 20 hergestellt. The electrical contact is established at the first contact point A1 by the first contact section 31 of the operating element 30 facing the first contact point A1 and the associated first contact section 21 of the middle element 20.
Hierfür können die beiden Kontaktabschnitte 31 , 32 des Bedienelements 30 integral miteinander ausgebildet sein. For this purpose, the two contact sections 31, 32 of the operating element 30 can be formed integrally with one another.
Die Kontaktabschnitte 21 , 22 des Mittelelements 20 können beispielsweise durch leitende Platten gebildet werden, welche an einem äußeren Ringelement 23 des Mittelelements 20 fixiert sind. The contact sections 21, 22 of the middle element 20 can be formed, for example, by conductive plates which are fixed to an outer ring element 23 of the middle element 20.
Das äußere Ringelement 23 umgibt das als Drehfeder ausgebildete elastische Element 40 und das innere Zentralelement 24 des Mittelelements 20.The outer ring element 23 surrounds the elastic element 40 designed as a torsion spring and the inner central element 24 of the middle element 20.
Die Drehfeder bzw. das elastische Element 40 stützt sich an dem Zentralelement 24 und/oder dem Ringelement 23 ab und hält das Bedienelement 30 federrückgestellt in der in Figur 1 dargestellten neutralen Grundstellung. The torsion spring or the elastic element 40 is supported on the central element 24 and/or the ring element 23 and holds the operating element 30 in a spring-returned position in the neutral basic position shown in FIG.
Kommt es an dem ersten oder zweiten Kontaktpunkt A1 , A2 zu dem elektrischen Kontakt, wird dadurch an dem jeweiligen Kontaktpunkt A1 , A2 ein elektrisches Feld beeinflusst, wobei diesen jeweiligen lokalen Änderungen von dem verdeckt hinter der Trennwand 10 angeordneten kapazitiven Sensor 11 erfassbar sind. If electrical contact occurs at the first or second contact point A1, A2, an electric field is thereby influenced at the respective contact point A1, A2, with these respective local changes being detectable by the capacitive sensor 11 arranged concealed behind the partition 10.
Entsprechend ist getrennt von der Sichtseite der Trennwand 10 und dem darauf angeordneten Mittelelement 20 und Bedienelement 30 an der Rückseite der Trennwand 10 der kapazitiver Sensor 11 vorgesehen, welcher in den Figuren entsprechend verdeckt und daher gestrichelt dargestellt ist. Der Sensor 11 ist als ein Flächensensor ausgebildet und deckt den Bereich an der Rückseite der Trennwand 10 ab, an welchem an der Sichtseite der Trennwand 10 die Kontaktpunkte A1, A2 liegen. Accordingly, separate from the visible side of the partition 10 and the central element 20 and control element 30 arranged thereon, the capacitive sensor 11 is provided on the back of the partition 10, which is correspondingly covered in the figures and is therefore shown in dashed lines. The sensor 11 is designed as an area sensor and covers the area the back of the partition 10, on which the contact points A1, A2 are located on the visible side of the partition 10.
Kommt es durch den elektrischen Kontakt an den Kontaktpunkten A1 , A2 zu der jeweiligen lokalen Änderung des elektrischen Feldes, wird diese Änderung von dem kapazitiven Sensor 11 detektiert und die Position der Änderung erfasst, sodass bestimmbar ist, ob es an dem ersten Kontaktpunkt A1 oder dem zweiten Kontaktpunkt A2 zu dem elektrischen Kontakt gekommen ist. Entsprechend kann durch den Sensor 11 oder durch eine mit dem Sensor 11 verbundene, nicht dargestellte Auswerteelektronik eine dem jeweiligen Kontaktpunkt A1 , A2 bzw. der zu dem jeweiligen Kontakt führenden Bewegung zugeordnete Funktion ausgelöst werden. If the respective local change in the electric field occurs due to the electrical contact at the contact points A1, A2, this change is detected by the capacitive sensor 11 and the position of the change is recorded, so that it can be determined whether it is at the first contact point A1 or the second contact point A2 has come to electrical contact. Accordingly, a function assigned to the respective contact point A1, A2 or the movement leading to the respective contact can be triggered by the sensor 11 or by an evaluation electronics (not shown) connected to the sensor 11.
Bezogen auf die in den Figuren 1 und 2 vereinfachte Ausführungsform kann durch das Bedienelement 30 beispielsweise ein elektrisch betätigbares Fenster oder eine Fahrzeugtür angesteuert werden, wobei das Fenster beispielsweise hochgefahren wird, wenn es an dem ersten Kontaktpunkt A1 zu einem Kontakt kommt und welches heruntergefahren wird, wenn es an dem zweiten Kontaktpunkt A2 zu einem Kontakt kommt. Die Tür kann durch den jeweiligen Kontakt beispielsweise geöffnet oder geschlossen werden. Based on the embodiment simplified in Figures 1 and 2, the operating element 30 can be used to control, for example, an electrically operable window or a vehicle door, the window being raised, for example, when contact occurs at the first contact point A1 and which is lowered. when contact occurs at the second contact point A2. For example, the door can be opened or closed by the respective contact.
Zur Änderung des elektrischen Feldes kann das Bedienelement 30 zumindest im Bereich der Kontaktabschnitte 31 ,32 aus einem leitenden Material gebildet sein und/oder an diesen eine leitende Beschichtung oder elektrische Bauteile aufweisen. To change the electrical field, the control element 30 can be formed from a conductive material at least in the area of the contact sections 31, 32 and/or have a conductive coating or electrical components on these.
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Claims

Patentansprüche Kapazitive Bedieneinheit (1 ) mit einer geschlossenen, in einer Ebene verlaufenden Trennwand (10) und zumindest einem kapazitiven Sen- sor (11), wobei die Trennwand (10) eine Rückseite und eine Sichtseite aufweist, wobei an der Sichtseite der Trennwand (10) ein feststehendes und eine Rotationsachse (X) bestimmendes Mittelelement (20) und ein relativ zu dem Mittelelement (20) um die Rotationsachse (X) sowie parallel der Ebene bewegliches Bedienelement (30) angeordnet ist, wobei das Mittelelement (20) und das Bedienelement (30) entlang einer in Umfangsrichtung (U) um die Rotationsachse (X) verlaufenden Bewegungsbahn (B) zwei gemeinsame Kontaktpunkte (A1 , A2) aufweisen und ausgebildet sind, bei einem durch eine zu der Ebene parallelen Bewegung des Bedienelements (30) um die Rotationsachse (X) hergestellten elektrischen Kontakt an dem jeweiligen Kontaktpunkt (A1 , A2) eine lokale Änderung eines elektrischen Feldes zu bewirken, wobei der zumindest eine kapazitive Sensor (11) an der Rückseite der Trennwand (10) angeordnet und ausgebildet ist, die jeweilige lokale Änderung des elektrischen Feldes zu erfassen sowie der jeweiligen lokalen Änderung eine jeweilige Position auf der Sichtseite der Trennwand (10) zuzuordnen. Bedieneinheit nach Anspruch 1 , wobei das Bedienelement (30) zwei auf der Bewegungsbahn (B) angeordnete und jeweils einem Kontaktpunkt (A1 , A2) zugeordnete Kontaktabschnitte (31 , 32) zur Herstellung des elektrischen Kontakts an dem jeweiligen Kontaktpunkt (A1 , A2) aufweist, welche elektrisch leitfähig sind oder leitende Elemente aufweisen. Bedieneinheit nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Mittelelement (20) an den Kontaktpunkten (A1 , A2) jeweils einen Kontaktabschnitt (21 , 22) zur Herstellung des elektrischen Kontakts an dem jeweiligen Kontaktpunkt (A1 , A2) aufweist, welcher elektrisch leitfähig ist oder jeweils dem Bedienelement (30) zugwandte leitende Elemente aufweist. Bedieneinheit nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Kontaktabschnitte (31 , 32) des Bedienelements (30) oder die Kontaktabschnitte (21 , 22) des Mittelelements (20) als eine Kontaktpille oder eine Schnappscheibe ausgebildet sind oder wobei die Kontaktabschnitte (31 , 32) des Bedienelements (30) oder die Kontaktabschnitte (21 , 22) des Mittelelements (20) eine Kontaktpille oder eine Schnappscheibe aufweisen oder wobei zwischen jeweils einem Kontaktabschnitt (31 , 32) des Bedienelements (30) und einem zugeordneten Kontaktabschnitt (21 , 22) des Mittelelements (20) jeweils eine Kontaktpille oder eine Schnappscheibe angeordnet ist. Bedieneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bedienelement (30) insbesondere ausschließlich an dem Mittelelement (20) durch ein elastisches Element (40) entlang der Bewegungsbahn (B) beweglich gehalten ist, welches insbesondere eine Drehfeder ist. Bedieneinheit nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Bedienelement (30) von dem elastischen Element (40) in eine Grundstellung federrückgestellt ist. Bedieneinheit nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Grundstellung entlang der Bewegungsbahn (B) zwischen den Kontaktpunkten (A1 , A2) und insbesondere genau mittig zwischen den Kontaktpunkten (A1 , A2) angeordnet ist. Claims Capacitive operating unit (1) with a closed partition (10) running in one plane and at least one capacitive sensor (11), the partition (10) having a back and a visible side, with the partition (10) on the visible side ) a fixed central element (20) which determines an axis of rotation (X) and an operating element (30) which is movable relative to the central element (20) around the axis of rotation (X) and parallel to the plane, the central element (20) and the operating element (30) have two common contact points (A1, A2) along a movement path (B) running in the circumferential direction (U) around the axis of rotation (X) and are designed, with a movement of the operating element (30) parallel to the plane Rotation axis (X) produced electrical contact at the respective contact point (A1, A2) to bring about a local change in an electrical field, wherein the at least one capacitive sensor (11) is arranged and designed on the back of the partition (10), the respective local To detect a change in the electric field and to assign a respective position on the visible side of the partition (10) to the respective local change. Operating unit according to claim 1, wherein the operating element (30) has two contact sections (31, 32) arranged on the movement path (B) and each assigned to a contact point (A1, A2) for establishing the electrical contact at the respective contact point (A1, A2). , which are electrically conductive or have conductive elements. Operating unit according to claim 1 or 2, wherein the middle element (20) at the contact points (A1, A2) each has a contact section (21, 22) for establishing the electrical contact at the respective contact point (A1, A2), which is electrically conductive or each has conductive elements facing the control element (30). Operating unit according to claim 2 or 3, wherein the contact sections (31, 32) of the operating element (30) or the contact sections (21, 22) of the middle element (20) are designed as a contact pill or a snap disk or wherein the contact sections (31, 32) of the control element (30) or the contact sections (21, 22) of the middle element (20) have a contact pill or a snap disk or wherein between each contact section (31, 32) of the control element (30) and an associated contact section (21, 22) of the Central element (20) each has a contact pill or a snap disk. Operating unit according to one of the preceding claims, wherein the operating element (30) is held movably along the movement path (B), in particular exclusively on the central element (20), by an elastic element (40), which is in particular a torsion spring. Operating unit according to the preceding claim, wherein the operating element (30) is spring-returned to a basic position by the elastic element (40). Operating unit according to the preceding claim, wherein the basic position along the movement path (B) between the contact points (A1, A2) and in particular exactly in the middle is arranged between the contact points (A1, A2).
8. Bedieneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bedienelement (30) ein sich in Radialrichtung (R) von der Rotationsachse (X) weg erstreckender Bedienhebel ist. 9. Bedieneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der kapazitive Sensor (11) ein Flächensensor ist, welcher zumindest im Bereich der Kontaktpunkte (A1 , A2) an der Rückseite der Trennwand (10) angeordnet ist. 8. Operating unit according to one of the preceding claims, wherein the operating element (30) is an operating lever extending in the radial direction (R) away from the axis of rotation (X). 9. Operating unit according to one of the preceding claims, wherein the capacitive sensor (11) is a surface sensor which is arranged at least in the area of the contact points (A1, A2) on the back of the partition (10).
10. Bedieneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kontaktpunkte (A1 , A2) in Umfangsrichtung (U) einen10. Operating unit according to one of the preceding claims, wherein the contact points (A1, A2) in the circumferential direction (U).
Anschlag zur Begrenzung der Bewegung des Bedienelements (30) entlang der Bewegungsbahn (B) bilden. Form a stop to limit the movement of the control element (30) along the movement path (B).
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