WO2014139891A1

WO2014139891A1 - Eingabeeinheit für ein druck- und drehbetätigbares bedienelement

Info

Publication number: WO2014139891A1
Application number: PCT/EP2014/054468
Authority: WO
Inventors: Ilja Weigl
Original assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Current assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Priority date: 2013-03-12
Filing date: 2014-03-07
Publication date: 2014-09-18
Anticipated expiration: 2015-09-12
Also published as: ES2634018T3; US9639109B2; US20150338874A1; EP2972644A1; DE102013004381A1; EP2972644B1; CN105009019A; CN105009019B

Abstract

Beschrieben wird eine Eingabeeinheit für ein druck- und drehbetätigbares Bedienelement, mit einem walzenförmigen Eingabeelement, das auf einem Träger drehbar gelagert ist, wobei der Träger gegen ein Gehäuseteil verschwenkbar angeordnet ist, wobei das Eingabeelement einen Hohlraum aufweist, in der ein Rastkurvenkörper verschiebbar angeordnet ist, wobei eine Stirnseite des Rastkurvenkörpers eine Rastkurve aufweist, die durch eine in axialer Richtung des Eingabeelements auf den Rasthülsenkörper wirkende Feder gegen eine Rastnase am Träger gedrückt wird, und wobei die andere Stirnseite des Rastkurvenkörpers eine oder mehrere Anformungen aufweist, die durch eine axiale Verschiebung des Rastkurvenkörpers gegen das Eingabeelement in eine Ausnehmung des Gehäuseteils einschiebbar sind.

Description

Eingabeeinheit für ein druck- und drehbetätigbares Bedienelement

Die Erfindung betrifft eine Eingabeeinheit für ein druck- und drehbetätigbares Bedienelement, mit einem walzenförmigen Eingabeelement, das auf einem Träger drehbar gelagert ist, wobei der Träger gegen ein Gehäuseteil verschwenkbar angeordnet ist.

Viele Bedienelemente, insbesondere solche in Kraftfahrzeugen, werden heutzutage mit mehreren Funktionen belegt. Als Beispiel sei ein

Lenkradbedienelement mit einem Drehrändel genannt, das unbegrenzt drehbar ist und das zusätzlich eine oder mehrere druckbetätigbare

Schaltfunktionen aufweist. Um Fehlbedienungen zu vermeiden, ist es erwünscht, dass verschiedene Betätigungsarten nicht gleichzeitig ausgeführt werden können.

Ein derartiges druck- und drehbetätigbares Bedienelement ist beispielsweise aus der deutschen Patentanmeldung DE 10 201 1 103 670 A1 bekannt. Bei dem in diesem Dokument beschriebenen Bedienelement ist ein annähernd zylinderförmiges Eingabeelement mit einer Welle verbunden, die auf einem Träger gelagert ist. Ebenfalls mit der Welle verbunden ist ein Drehsensor, ausgeführt beispielsweise durch eine Codescheibe und eine

Gabellichtschranke, welcher Drehbetätigungen des Eingabeelements erfasst. Der Träger ist auf mindestens einen Schaltelement gelagert, das bei einer Druckeinwirkung auf das Eingabeelement ein elektrisches Signal erzeugt. Die Schaltelemente können als Mikroschalter oder als Schaltdome einer

Domschaltmatte ausgeführt sein.

Ein außerhalb des Eingabeelements auf der Welle angeordnetes Rastrad weist entlang seines Umfangs eine angeformte Rastkurve auf. An dieser Rastkurve liegt ein Rastbolzen an, der an einem drehbaren, federbelasteten Hebel angeordnet ist. Hierdurch erfolgt eine Drehbetätigung des Eingabeelements gegen die Kraft der Feder in mehreren

aufeinanderfolgenden Raststufen. Bei einer Druckbetätigung des

Eingabeelements fährt der Hebel gegen einen Anschlag und verhindert durch eine Blockierung des Rastrads die gleichzeitige Ausführung einer

Drehbetätigung. Umgekehrt lenken bei einer Drehbetätigung die Erhebungen der Rastkurve am Rastrad den Hebel aus, wodurch eine gleichzeitige

Druckbetätigung unterbunden wird. Nachteilig an dieser vorbekannten Eingabeeinheit ist, dass das Rastrad und der zugeordnete Rasthebel einen vergleichsweise großen Bauraum benötigen.

Es stellte sich die Aufgabe, eine besonders einfach und kompakt ausgebildete Eingabeeinheit mit Sperrfunktionen zu schaffen, die während der Ausführung einer Druck- oder Drehbetätigung die gleichzeitige Ausführung der jeweils anderen Betätigungsart verhindern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das

Eingabeelement einen Hohlraum aufweist, in der ein Rastkurvenkörper verschiebbar angeordnet ist, dass eine Stirnseite des Rastkurvenkörpers eine Rastkurve aufweist, die durch eine in axialer Richtung des Eingabeelements auf den Rasthülsenkörper wirkende Feder gegen eine Rastnase am Träger gedrückt wird, und dass die andere Stirnseite des Rastkurvenkörpers eine oder mehrere Anformungen aufweist, die durch eine axiale Verschiebung des Rastkurvenkörpers gegen das Eingabeelement in eine Ausnehmung des Gehäuseteils einschiebbar sind.

Die mit der Stirnseite des Rastkurvenkörpers verbundene oder daran angeformte Rastkurve sowie auch die bewegliche Anordnung des

Rastkurvenkörpers in einem Hohlraum des Eingabeelements ermöglichen einen sehr kompakten Aufbau der Eingabeeinheit, insbesondere da kein Einbauraum für ein Rastrad neben dem Eingabeelement vorgesehen werden muss.

Im Folgenden soll der Aufbau und die Funktionsweise einer

erfindungsgemäßen Eingabeeinheit anhand eines in der Zeichnung skizzierten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Die Figuren 1 , 3 und 5 zeigen jeweils eine Schnittansicht durch eine Eingabeeinheit, und zwar in

verschiedenen Betätigungszuständen. Die neben den Schnittansichten angeordneten Figuren 2, 4 und 6 zeigen jeweils eine zum jeweiligen

Betätigungszustand gehörende Ansicht einer Stirnseite der Eingabeeinheit.

Die Figur 1 zeigt eine Schnittansicht durch eine Eingabeeinheit als Bestandteil eines druck- und drehbetätigbaren Bedienelements, wie es beispielsweise am Lenkrad eines Kraftfahrzeugs zur Anwendung kommen kann. Von dem

Bedienelement ist somit lediglich die Eingabeeinheit dargestellt, die ein auf einem Träger 2 angeordnetes und gegen ein Gehäuseteil 3 verschwenkbar angeordnetes Eingabeelement 1 aufweist.

Nicht dargestellt sind hier elektronische und elektromechanische

Komponenten des Bedienelements, wie beispielsweise Drehsensoren, Schalter oder Domschaltmatten, deren Beschreibung zur Darstellung der Erfindung nebensächlich ist und deren mögliche Ausgestaltungen,

beispielsweise aus der Beschreibung der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 201 1 670 A1 , bekannt sind.

Die Eingabeeinheit weist ein rotationssymmetrisches walzenförmiges

Eingabeelement 1 auf, welches mittels einer entlang seiner Symmetrieachse verlaufenden Welle 9 drehbar an einem Träger 2 gelagert ist. Mit der Welle 9 verbunden und vorzugsweise am Träger 2 befestigt ist ein hier nicht

dargestellter elektrischer Drehsensor, der beispielsweise durch eine

Gabellichtschranke oder einen elektrischen Impulsgeber ausgeführt sein kann, die bzw. der auf grundsätzlich bekannte und daher hier nicht näher

beschriebene Weise, Drehbetätigungen des mit der Welle 9 verbundenen Eingabeelements 1 erfasst und in auswertbare elektrische Signale umsetzt. Am Anbauort des Bedienelements ist ein Teilabschnitt der Mantelfläche 13 des Eingabeelements 1 über eine Ausnehmung in einer Bedienblende 12 zugänglich, so dass das Eingabeelement 1 zusammen mit der Welle 9 gedreht werden kann.

Neben der Drehbetätigung sind eine oder mehrere Arten von

Druckbetätigungen des Bedienelements vorgesehen, welche durch

Krafteinwirkungen senkrecht auf den zugänglichen Mantelflächenabschnitt 13 des Eingabeelements 1 erfolgen. Die Druckbetätigungen bewirken ein

Verschwenken des Trägers 2 gegen das Gehäuseteil 3, so dass fest zum Gehäuseteil 3 angeordnete Schaltelemente, beispielsweise hier nicht dargestellte Dome einer Domschaltmatte, ausgelenkt werden, wodurch elektrische Schaltkontakte geschlossen oder geöffnet werden.

Wie die Figur 1 zeigt, bildet das Innere des Eingabeelements 1 einen

Hohlraum 14 aus, in dem ein Rastkurvenkörper 10 verschiebbar angeordnet ist. Der Rastkurvenkörper 10 weist an einer Stirnseite eine angeformte

Rastkurve 4 und an der entgegengesetzten Stirnseite mehrere Anformungen 7 auf. Wie die Figur 2 verdeutlicht sind die, hier beispielhaft vier, Anformungen 7 stiftförmig ausgestaltet und symmetrisch und parallel zur Welle 9 ausgerichtet. Die mit dem Rastkurvenkörper 10 verbundene oder daran angeformte

Rastkurve 4 bildet eine Vielzahl regelmäßiger Erhöhungen und Vertiefungen aus, an denen eine am Träger 2 angeordnete Rastnase 5 anliegt. Die

Rastkurve 4 wird von einer Druckfeder 6 belastet, die sich am Eingabeelement 1 abstützt und die Rastkurve 4 gegen die Rastnase 5 presst. In der Figur 1 ist die Lage des Rastkurvenkörpers 10 dargestellt, die dieser relativ zum Eingabeelement 1 einnimmt, wenn dieses weder druck- noch drehbetätigt ist (Neutralstellung).

Bei einer Drehbetätigung des Eingabeelements 1 , symbolisch angedeutet durch den in der Figur 4 dargestellten gebogenen Doppelpfeil, dreht das Eingabeelement 1 den Rastkurvenkörper 10 mit sich, so dass die Rastkurve 4 an der am Träger 2 angeordneten Rastnase 5 am entlang geführt wird. Da dabei die Rastnase 5 stets an den Erhebungen und Vertiefungen der

Rastkurve 4 anliegt, bewegt sich der Rastkurvenkörper 10 in axialer Richtung entlang der Welle 9 vor und zurück (Figur 3).

Bereits in der Neutralstellung (Figur 1 ), bei der die Rastnase 5 in eine der Vertiefungen der Rastkurve 4 eingreift, ist der Abstand zwischen den Enden der stiftförmigen Anformungen 7 und dem Wandabschnitt 1 1 des Gehäuseteils 3 relativ klein, und zwar insbesondere geringer als die Höhe der Erhebungen der Rastkurve 4. Liegt somit während einer Drehbetätigung (Figur 4) eine der Erhebungen der Rastkurve 4 an der Rastnase 5 an, so ist der

Rastkurvenkörper 10 soweit gegen die Feder 6 verschoben, dass dessen Anformungen 7 in eine Ausnehmung 8 im Wandabschnitt 1 1 eingreifen (Figur 3). Da dies bei einer Drehbewegung des Eingabeelements 1 in schneller Abfolge periodisch erfolgt, blockieren die in die Ausnehmung 8 eingreifenden Anformungen 7 dadurch eine senkrechte Verschwenk- oder

Verschiebebewegung des Trägers 2. Ohne eine Drehbetätigung greift die Rastnase 5 in eine Vertiefung der

Rastkurve 4 ein, wodurch die Anformungen 7, wie in den Figuren 1 und 5 dargestellt, noch vor dem Wandabschnitt 1 1 enden und ein Verschieben oder Verschwenken des Trägers 2 durch eine Druckbetätigung nicht blockieren. Erfolgt eine Druckbetätigung durch eine Krafteinwirkung auf das

Eingabeelement 1 , so bewegt sich der Träger 2 mit dem Eingabeelement 1 in Richtung auf das Gehäuseteil 3. Wie die Figuren 5 und 6 zeigen, befinden sich dann zumindest einige der Anformungen 7 unterhalb der Ausnehmung 8 des Wandabschnitts 1 1 . Da der Abstand zwischen den Anformungen 7 und dem massiven Teil des Wandabschnitts 1 1 geringer ist als die Höhe der Erhebungen der Rastkurve 4, gelingt es jetzt nicht mehr, durch eine Drehung des Eingabeelements 1 die Erhebungen der Rastkurve 4 an der Rastnase 5 vorbeizubewegen, da die Anformungen 7 bereits vorher auf den

Wandabschnitt 1 1 treffen und die Verschiebung des Rastkurvenkörpers 10 gegen das Eingabeelement 1 aufhalten. Dadurch wird bei einer

Druckbetätigung des Eingabeelements 1 eine gleichzeitige Drehbewegung blockiert.

Derartige Bedienelemente können vorzugsweise in Kraftfahrzeugen zur Anwendung kommen und insbesondere als Koppelelemente in

Lenkradbedienschaltern, Mittelkonsolen und Armaturenbretter eingesetzt werden.

Bezugszeichen

1 Eingabeelement

2 Träger

3 Gehäuseteil

4 Rastkurve

5 Rastnase

6 (Druck-) Feder

7 Anformungen

8 Ausnehmung

9 Welle

10 Rastkurvenkörpers

1 1 Wandabschnitt (des Gehäuseteils 3)

12 Bedienblende

13 Mantelfläche(nabschnitt)

14 Hohlraum

Claims

Patentansprüche

1 . Eingabeeinheit für ein druck- und drehbetätigbares Bedienelement, mit einem walzenförmigen Eingabeelement (1 ), das auf einem Träger (2) drehbar gelagert ist, wobei der Träger (2) gegen ein Gehäuseteil (3) verschwenkbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingabeelement (1 ) einen Hohlraum (14) aufweist, in der ein Rastkurvenkörper (10) verschiebbar angeordnet ist, dass eine Stirnseite des Rastkurvenkörpers (10) eine Rastkurve (4) aufweist, die durch eine in axialer Richtung des Eingabeelements (1 ) auf den Rasthülsenkörper (10) wirkende Feder (6) gegen eine Rastnase (5) am Träger (2) gedrückt wird, und dass die andere Stirnseite des Rastkurvenkörpers (10) eine oder mehrere Anformungen (7) aufweist, die durch eine axiale Verschiebung des

Rastkurvenkörpers (10) gegen das Eingabeelement (1 ) in eine

Ausnehmung (8) des Gehäuseteils (3) einschiebbar sind.

2. Eingabeeinheit nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der Rastelemente der Rastkurve (4) größer sind als der bei unbetätigtem Eingabeelement (1 ) vorliegende Abstand zwischen Anformungen (7) und Ausnehmung (8).

3. Eingabeeinheit nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabeeinheit in das Lenkrad oder das Armaturenbrett eines Kraftfahrzeugs eingebaut ist.