Bezeichnung: Bedienelement mit einem Drehknopf und mit Tastfunktion

Die Erfindung betrifft ein Bedienelement mit einem Drehschalter oder Drehknopf zur Eingabe einer Schalt- oder Regelfunktion und mit einem Taster, wobei der Drehknopf in einer Lagerung drehbar gelagert ist, die Lagerung in einem Gehäuse schwenkbar gelagert ist, und der Taster am Gehäuse befestigt ist.

Die Erfindung betrifft zudem einen Drehschalter oder Drehknopf zur Eingabe einer Schalt- oder Regelfunktion, wobei der Drehschalter in einem Gehäuse gelagert ist und das Gehäuse schwenkbar in einer Aufnahme gelagert ist.

In Kraftfahrzeugen werden oftmals Bedienelemente eingesetzt, die eine Schalt- und/oder Regelfunktion ausführen. Ist die auszuwählende Schalt- oder Regelfunktion über größere Bereiche einstellbar, so werden häufig zylinderförmige Drehschalter eingesetzt, die vom Bediener über die aus einer Blende herausragende Zylinderfläche verstellbar sind, wobei mittels der Drehbewegung die Schalt- oder Regelfunktion gesteuert oder geregelt wird. Bekannt und üblich ist es derartige Drehschalter mit Potentiometer zu versehen, um Einstellungen im Kraftfahrzeug enthalten.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine vereinfachte Bedienung zu ermöglichen und darüber hinaus eine konstruktiv einfache Lösung zu gestalten. Insbesondere sollen unabhängig voneinander eine Dreheinstellung und eine Betätigung des Tasters möglich sein.

Die Aufgabe wird gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispiels in der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen :

Figur 1 : Eine Draufsicht auf ein Teilstück eines Lenkrads mit eingebautem Bedienelement in Form eines Drehknopfes,

Fig. 2: ein Diagramm für den Verlauf der Kraft in N über den Weg in nm für einen Taster, wie er im Bedienelement vorgesehen ist,

Fig. 3: eine perspektivische Ansicht des Bedienelements innerhalb eines

Gehäuses, das weitere Taster aufnimmt,

Fig. 4: eine perspektivische Ansicht wie Figur 3, jedoch mehr in axialer

Richtung gesehen,

Fig. 5: eine perspektivische Darstellung in Form eines Montagebildes eine

Gehäuses, einer Lagerung, eines Drehknopfes, einer Rastfeder und einer Codierscheibe,

Fig. 6: eine perspektivische Darstellung einer Einheit aus Lagerung, Drehknopf, Antriebsrad und Codierrad,

Fig. 7: eine perspektivische Darstellung ähnlich Figur 5 und

Fig. 8: eine Draufsicht auf eine Ausnehmung der Codierscheibe und ein e- lektro-optisches Erfassungsmittel.

Das Bedienelement hat ein Gehäuse 20, dieses ist in den Figuren 5 und 7 jeweils vollständig dargestellt, in den Figuren 3 und 4 ist jeweils ein Teilstück des Gehäuses 20 gezeigt, das für die Erfindung wesentlich ist. Das Gehäuse 20 ist aus Kunststoff gefertigt. Es bildet mehrere Wannen aus, in denen Taster 6, 42 angeordnet sind, insbesondere eine Wanne, die eine Lagerung 2 aufnimmt. Diese ist z.B. in Figur 5 dargestellt. Von einem Boden der Wanne des Gehäuses 20 springen drei Lagerteile 34 vor, in die Achsstummel 36 der Lagerung 2 eingeclipst o- der eingebracht werden können. Dadurch wird eine Schwenkbewegung der Lagerung 2 gegenüber dem Gehäuse 20 um eine Schwenkachse 24 ermöglicht. Die Achsstummel 36 sind einstückig mit der Lagerung 2. Die Lagerung 2 hat eine Verlängerung 5.

Der Drehknopf 1 ist im Wesentlichen zylinderförmig und setzt sich aus zwei Teilstücken, einem Mantel und einer Trommel, zusammen, wie dies aus Figur 5 ersichtlich ist. Der Drehknopf 1 ist drehfest mit einem Antriebsrad 28 verbunden, das an einer seiner Stirnseiten vorgesehen ist und das eine Verzahnung 4 aufweist. Weiterhin hat er Achsstutzen 26 für eine Drehlagerung.

Die Figur 1 zeigt ein Teilstück eines handelsüblichen Lenkrads 40 mit einem Drehschalter bzw. Drehknopf 1, der drehbar gelagert und zylinderförmig ausgebildet ist. Er ist teilweise durch eine Blende 8 abgedeckt, die eine öffnung für ihn ausbildet. Rings um den Drehknopf 1 herum sind andere Schalter und Taster 42 angeordnet. Wie der Drehknopf 1 befinden sie sich alle in einer Speiche des Lenkrads 40. Es wird ein Modul gebildet. Dieses hat geringen Platzbedarf.

In der Figur 2 ist der Verlauf der Haptik eines dem Drehknopf 1 zugeordneten Tasters 6 grafisch in abhängig von Kraft und Weg dargestellt. Dessen Betätigungsweg des Tasters 6 ist etwa 1 bis 1,5 mm. Die Betätigungskraft beträgt etwa 3,5 N

In den Figuren 3 - 6 ist der Drehschalter 1 mit der Lagerung 2 und einem zusätzlichen Zahnrad 3, auch Codierrad genannt, wiedergegeben. Das Zahnrad 3 greift in die Verzahnung 4 ein. Bei der Verdrehung des Drehschalters 1 wird mittels der Verzahnung 4 das Zahnrad 3 angetrieben. Mittels Ausnehmungen im Zahnrad 3 wird eine opto-elektronische Erfassung der Drehbewegung ermöglicht. Nach der Auswahl der Schaltfunktion oder der Einstellung eines Wertes ist der Drehschalter 1 in Richtung der Pfeile P, siehe Figur 4, betätigbar. Durch Drücken in Richtung des Pfeils F, siehe ebenfalls Fig. 4, wird die Lagerung 2 mit der Verlängerung 5 gegen einen Taster 6 gedrückt. Dadurch ist z.B. eine Bestätigung des mit dem Drehknopf 1 eingestellten Wertes möglich.

Der Drehknopf 1, auch Betätigungswalze genannt, ist in der Lagerung 2 drehbar gelagert, der Drehknopf 1 kann dadurch um die Walzenachse 22 gedreht werden. Die Lagerung 2 ist um eine Schwenkachse 24 schwenkbar in dem Gehäuse 20 gelagert. Die Schwenkachse 24 ist parallel zur Walzenachse 22. Der Taster 6, der auf dem Boden der Wanne befestigt ist und sich unterhalb der Verlängerung 5 befindet, drückt mit der Kraft einer in ihm befindlichen Feder die Verlängerung 5 und damit die Lagerung 2 nach oben, so dass die Lagerung 2 an einem Anschlag anliegt, der vom Gehäuse 20 ausgebildet ist. Der Taster 6 befindet sich in einer Entfernung von der Walzenachse 22, die etwa der Entfernung der Schwenkachse 24 von der Walzenachse 22 entspricht. Mit dem Drehknopf 1 ist ein Antriebsrad 28 drehverbunden. Dieses Antriebsrad 28 trägt die Verzahnung 4 und befindet sich im Zahneingriff mit dem Zahnrad 3, auch Codierscheibe genannt. Das Antriebsrad 28 hat einen kleineren Durchmesser als die Codierscheibe 3, so dass

der Drehknopf 1 sich mit größerer Winkelgeschwindigkeit dreht als das Zahnrad 3. Das Antriebsrad 28 hat einen um 50 bis 90 % kleineren Durchmesser als die Codierscheibe 3. Das Zahnrad 3 ist um eine Zahnradachse 30 schwenkbar im Gehäuse 20 gelagert. Diese Zahnradachse 30 ist parallel zur Schwenkachse 24, vorzugsweise fluchtet sie mit der Schwenkachse 24.

Die Lagerung 2 weist auf derjenigen Seite des Drehknopfs 1, an der sich das Antriebsrad 28 befindet, einen Clips 32 auf, der nach oben offen ist. In ihn kann ein Achsstutzen 26 Drehknopfs 1 eingeclipst werden. Auf der gegenüberliegenden Seite des Drehknopfs 1 weist das Gehäuse 20 einen Lagerbock auf, der eine öffnung hat. In dieser öffnung wird, bevor der Clipsvorgang durchgeführt wird, ein zweiter Achsstutzen 26 des Drehknopfes 1 hineingesteckt.

Auch das Gehäuse 20 bildet zwei nach oben offene, clipsartige Lagerteile 34 aus, in diese können die zwei Achsstummel 36, die einstückig an der Lagerung 2 vorgesehen sind, eingeclipst werden.

Bei einem Druck auf den Drehknopf 1 im Sinne des Pfeils F wird das Gehäuse 20 um die Schwenkachse 24 verschwenkt. Sofern lediglich ein Druck auf den Drehknopf 1 ausgeübt wird, wird nur der Taster 6 betätigt, der Drehknopf 1 wird nicht gedreht, es erfolgt also kein Drehantrieb der Codierscheibe 3. Durch das Drücken im Sinne des Pfeils F wird also nur eine Schaltfunktion ausgelöst. Der Hub der Verlängerung 5 nach unten, zum Taster 6 hin, ist durch den Taster selbst, also dessen Feder und ihrer Ausbildung, begrenzt. Sobald der Druck F entfällt, schwenkt das Gehäuse 20 wieder nach oben in Anschlag an das Gehäuse 20. Wenn der Drehknopf 1 nur gedreht und nicht im Sinne des Pfeils F gedrückt wird, findet nur ein Drehantrieb der Codierscheibe 3 statt.

Die Zahnradachse 30 muss nicht mit der Schwenkachse 24 zusammenfallen, auch wenn ein derartiges Zusammenfallen vorteilhaft ist. Es genügt, dass die Codierscheibe 3 an der Lagerung 2 drehbar gelagert ist. Dadurch macht die Codierscheibe eine Schwenkbewegung der Lagerung 2 mit. Sie verdreht sich nicht gegenüber dem Drehknopf 1. Vorteilhaft ist, dass der Achsstummel 36, um den sich die Codierscheibe 3 drehen kann, fest mit der Lagerung 2 verbunden ist, also mit dieser schwenkt. Im Ausführungsbeispiel ist der Achsstummel 36 einstückiger Teils der Lagerung 2. Die Zahnradachse 30 fällt nicht mit der Walzenachse

22 zusammen, ist aber parallel zur Walzenachse 22. Vorzugsweise ist die Zahnradachse 30 zumindest um den Radius des Drehknopfes 1 zur Walzenachse 22 versetzt. Der Codierscheibe 3 ist eine Rastfeder 38 zugeordnet, diese greift in die Zähne oder Vorsprünge der Codierscheibe 3 ein und stützt sich an der Lagerung 2 ab.

Die dargestellte Lösung mit einer Zahnradachse 30, die mit der Schwenkachse 24 fluchtet, hat den Vorteil, dass die Anordnung einfacher baut. Sie hat weiter den Vorteil, dass die Ausnehmungen der Codierscheibe 3 sich bei einer Schwenkbewegung der Lagerung 2 möglichst wenig gegenüber dem Gehäuse 20 bewegen, jedenfalls nur schwenken. Dadurch kann man die opto-elektronische Erfassung der Drehbewegung am Gehäuse 20 anordnen, so dass die Zuleitungen nicht die Schwenkbewegung der Lagerung 2 mitmachen. Vorteilhafterweise ist aber die opto-elektronische Erfassung an der Lagerung 2 angeordnet. Für die optoelektronische Erfassung ist ein geeignetes opto-elektronisches Erfassungsmittel 44 vorgesehen, z.B. in Form einer Lichtschranke aus LED und Photoelement.

Wenn die Ausnehmungen 46 ausreichend groß gewählt sind und insbesondere durch die Rastfeder 38 sichergestellt ist, dass im gerasteten Zustand das optoelektronische Erfassungsmittel 44 eine vorgegebene Position in jeder Ausnehmung 46 hat, misst das opto-elektronische Erfassungsmittel 44 sowohl in der Normalstellung der Lagerung 2 als auch in der verschwenkten Position der Lagerung 2 durch dieselbe Ausnehmung 46, dann kann das opto-elektronische Erfassungsmittel vorzugsweise am Gehäuse 20 angeordnet sein. Vorzugsweise geht der Messstrahl des opto-elektronischen Erfassungsmittels im Wesentlichen (in Umfangsrichtung gesehen) mittig oder zwischen der Mitte und einem Rand durch die Ausnehmungen 46 hindurch. Die Bewegung der Ausnehmung 46 der Codierscheibe 3 bei einer Schwenkbewegung der Lagerung 2 ist dann nicht groß genug, dass das opto-elektronische Erfassungsmittel 44 den Durchgang durch die Ausnehmung verliert oder dieser Durchgang spürbar variiert wird. Figur 8 zeigt dies. Das opto-elektronische Erfassungsmittel 44 ist in der Normalposition mit durchgezogenen Strichen dargestellt, es befindet sich so, dass sein Messstrahl im Wesentlichen mittig durch die Ausnehmung 46 hindurchläuft. In der verschwenkten Position der Lagerung 2 läuft dieser Strahl immer noch durch dieselbe Ausnehmung und ohne spürbare änderung seines Querschnitts, siehe die strichpunktierte Darstellung des opto-elektronischen Erfassungsmittels 44. Damit kann

das opto-elektronische Erfassungsmittel 44 die Schwenkbewegung nicht erfassen, wird durch diese nicht beeinflußt.

Wie Figur 1 zeigt, ist das Bedienelement in einem Lenkrad 40, insbesondere einer Speiche des Lenkrads, angeordnet. Um das Bedienelement sind weitere Drucktaster 42 gruppiert, die für andere Aufgaben vorgesehen sind. Figur 1 zeigt, wie klein das Bedienelement ausgeführt werden kann.