DE102012017123B4 - Signalgeber, insbesondere elektrischer Drehschalter - Google Patents

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Abstract

Signalgeber zur Erkennung von Drehbewegungen mit einem Betätigungsorgan (2) und einem mit dem Betätigungsorgan (2) gekoppelten Drehteller (10),
wobei der Drehteller (10) an einem Drehlager (11) drehbar gelagert ist,
und wobei der Drehteller (10) bei dessen Bewegung schaltend auf ein Schaltelement (12) zur Signalerzeugung einwirkt,
dadurch gekennzeichnet, dass der Drehteller (10) wenigstens einen Federarm (14) aufweist, und dass der Drehteller (10) mittels einer Vorspannkraft über den Federarm (14) an dem Drehlager (11) anliegt,
wobei der Federarm (14) eine längliche Gestalt besitzt sowie auskragend an einem Ansatz (17) am Drehteller (10) angeordnet ist,
wobei der Federarm (14) eine Elastizität parallel einer Drehachse (18) des Drehtellers (10) besitzt,
wobei der Federarm (14) eine punktuelle Auflage (15) für die Anlage am Drehlager (11) aufweist, welche an den dem Ansatz (17) abgewandten, auskragenden Ende des Federarms (14) angeordnet ist,
und wobei die punktuelle Auflage (15) in der Art eines vom Federarm (14) in Richtung der Drehachse (18) abstehenden Nockens (19) ausgestaltet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Signalgeber nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Signalgeber dienen zur Erkennung von Drehbewegungen, indem diese bei Drehung entsprechende Signale erzeugen. Beispielsweise werden solche Signalgeber für Autoradios, Navigationsgeräte, Bordcomputer oder auch zur Menüsteuerung von Funktionen über ein Display in einem Kraftfahrzeug verwendet.
  • Ein solcher Signalgeber in der Art eines elektrischen Drehschalters weist ein Betätigungsorgan auf, das vom Benutzer bei dessen Bedienung gedreht wird. Mit dem Betätigungsorgan ist ein Drehteller gekoppelt, wobei der Drehteller wiederum an einem Drehlager drehbar gelagert ist. Der Drehteller wirkt dann bei dessen Bewegung schaltend auf ein Schaltelement zur Signalerzeugung ein.
  • Solche drehbaren Bauteile, insbesondere in der Art eines Drehtellers, werden in diversen Vorrichtungen zur Signalerkennung von Drehbewegungen eingesetzt. Das Problem, das sich hieraus ergibt, ist, dass der Drehteller spielfrei gelagert werden muss, da ansonsten Störgeräusche entstehen können. Allerdings darf zwischen den Bauteilen auch nicht zu viel Reibung auftreten, da sich dies haptisch auswirkt oder sogar zu einem Klemmen der Bauteile führt. Bisher wurde dieses Problem gelöst durch Fettung der Auflagepunkte, wobei das Fett hierbei zur Geräuschminimierung dient. Das Fetten verursacht zusätzliche Kosten. Des Weiteren kann austretendes Fett zu Verschmutzungen sowie sonstigen Beeinträchtigungen führen. Außerdem ist der Prozessschritt Fettung mit Risiken hinsichtlich der Prozesssicherheit bei der Herstellung des Signalgebers verbunden.
  • Weitere Signalgeber sind beispielsweise aus den Dokumenten DE 10 2004 040 515 A1 , DE 10 2007 030 302 A1 und EP 3 245 127 B1 bekannt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den bisherigen Prozessschritt der Fettung kostengünstig zu ersetzen, wobei insbesondere eine Geräuschminimierung für den Signalgeber gegeben sein soll. Insbesondere sollen dabei folgende Punkte konstruktiv berücksichtigt werden:
    • - Günstige Lösung und
    • - Prozesssichere Lösung.
  • Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Signalgeber durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Signalgeber mit den Merkmalen des Hauptanspruchs weist der Drehteller wenigstens einen Federarm auf. Der Drehteller liegt weiter mittels einer Vorspannkraft über den Federarm an dem Drehlager an. Geschaffen ist daher in vorteilhafter Weise ein gefederter Drehteller zur Geräuschminimierung für einen Signalgeber. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • In einfacher und kostengünstiger Weise kann es sich bei dem Schaltelement um ein optisches Schaltelement handeln. Bevorzugterweise kommt als Schaltelement eine Gabellichtschranke zum Einsatz. Bei einer kompakten Ausgestaltung können des Weiteren am Drehteller regelmäßig beabstandete Zähne in der Art eines Signalkranzes angeordnet sein. Bei der Drehbewegung werden die Zähne durch die Gabellichtschranke hindurchbewegt und führen dabei zur Erzeugung der Signale.
  • Erfindungsgemäß weist der Federarm eine punktuelle Auflage für die Anlage am Drehlager auf, womit die Reibung bei der Drehbewegung für den Drehteller weitgehend reduziert ist.
  • Weiter besitzt der Federarm erfindungsgemäß eine längliche Gestalt und ist auskragend an einem Ansatz am Drehteller angeordnet. Eine derartige Ausgestaltung bewirkt, dass der Federarm eine Elastizität in Richtung der Drehachse des Drehtellers besitzt, was wiederum der Lagerung des Drehtellers am Drehlager zugutekommt. Außerdem kann die Vorspannkraft durch entsprechende Wahl der Länge des Federarms und/oder durch entsprechende Dimensionierung des Federarms eingestellt werden. Die punktuelle Auflage ist an den dem Ansatz abgewandten, auskragenden Ende des Federarms angeordnet. Zweckmäßigerweise ist die punktuelle Auflage in der Art eines vom Federarm in Richtung der Drehachse abstehenden Nockens ausgestaltet.
  • In üblicher Weise können die Zähne des Signalkranzes im Wesentlichen kreisförmig am Drehteller angeordnet sein. Zwecks einfacher Ausgestaltung bietet es sich dann an, dass der Federarm und/oder der Ansatz abschnittsweise konzentrisch zu den Zähnen angeordnet ist.
  • In kostengünstiger Art und Weise ist der Drehteller aus Kunststoff, und zwar bevorzugtereise im Spritzgießverfahren hergestellt. Insbesondere handelt es sich dabei um thermoplastischen Kunststoff. Der Einfachheit halber bietet es sich dann an, dass der Federarm und/oder der Ansatz einstückig am Drehteller angespritzt ist. Zwecks Kostengünstigkeit sowie einfacher Montage kann der Drehteller mitsamt den Zähnen, dem Ansatz sowie dem Federarm einstückig ausgebildet sein.
  • Um eine gute Lagerung des Drehtellers am Drehlager sicherzustellen, können am Drehteller mindestens zwei Federarme und/oder Ansätze angeordnet sein. Bevorzugterweise werden allerdings drei Federarme und/oder Ansätze gewählt. Der Einfachheit halber können die Federarme und Ansätze gleichmäßig beabstandet am Drehteller angeordnet sein.
  • Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass Fettstellen im Signalgeber entfallen, so dass die bisherige Fettstation im Montageprozess für den Signalgeber ebenfalls entfällt. Vorteilhafterweise ergibt sich weiterhin eine vereinfachte Montage bei der Herstellung des Signalgebers. Der erfindungsgemäße Signalgeber besitzt eine prozesssichere Auslegung sowie eine Störgeräuschminimierung.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit verschiedenen Weiterbildungen und Ausgestaltungen ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen
    • 1 perspektivisch einen durch Schwenken, Drücken und Drehen betätigbaren elektrischen Schalter in der Art eines Multifunktionsschalters bzw. einer zentralen Bedieneinheit,
    • 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 in 1, wobei das Gehäuse teilweise entfernt ist,
    • 3 einen den Drehteller näher zeigenden Detailausschnitt aus 2,
    • 4 den Drehteller als Einzelteil in perspektivischer Ansicht und
    • 5 den Drehteller wie in 4, jedoch vergrößert dargestellt.
  • In 1 ist ein erfindungsgemäßer elektrischer Schalter 1 mit einem Gehäuse 6 zu sehen, der in der Art eines Joystick- und/oder Cursor-Schalters bzw. Multifunktionsschalters bzw. einer zentralen Bedieneinheit (ZBE) ausgestaltet ist. Der Schalter 1 besitzt ein Betätigungsorgan 2, das vom Benutzer auf mehrere unterschiedliche Arten manuell bewegbar ist. Zunächst ist das Betätigungsorgan 2 in einer Verschwenkebene in wenigstens eine Richtung gemäß den Richtungspfeilen 3 vom Benutzer aus einer neutralen Stellung in eine Schwenkstellung verschwenkbar. Weiter ist das Betätigungsorgan 2 um wenigstens eine Strecke aus einer Nullstellung in eine Verschiebestellung durch Drücken entsprechend dem Verschiebepfeil 4 vom Benutzer in der Art einer „Enter“-Funktion linear bewegbar. Schließlich ist das Betätigungsorgan 2 vom Benutzer um wenigstens einen Winkel aus einer Ausgangsstellung in eine Drehstellung entsprechend dem Drehpfeil 5 verdrehbar. Darüber hinaus können im Gehäuse 6 noch zusätzliche Ein-Aus-Schalter 7 in konventioneller Art vorgesehen sein. Am Gehäuse 6 sind Laschen 16 angeordnet, mit deren Hilfe der Schalter 1 beispielsweise im Kraftfahrzeug durch Verschrauben befestigbar ist.
  • Wie in 2 zu sehen ist, wirkt für die Drehbewegung das Betätigungsorgan 2 mit Drehmitteln 8 zusammen. Die Drehmittel 8 umfassen einen über eine Welle 9 mit dem Betätigungsorgan 2 gekoppelten Drehteller 10, wobei der Drehteller 10 an einem Drehlager 11 drehbar gelagert ist. Der Drehteller 10 wirkt bei dessen Bewegung schaltend auf ein Schaltelement 12 zur Signalerzeugung ein. Bei dem Schaltelement 12 handelt es sich um ein optisches Schaltelement, und zwar um eine Gabellichtschranke. Am Drehteller 10 sind regelmäßig beabstandete Zähne 13 in der Art eines Signalkranzes angeordnet, die bei der Drehbewegung durch die Gabellichtschranke 12 hindurchbewegt werden, so dass dadurch die entsprechende Signalerzeugung erfolgt.
  • Wie man anhand der 4 sieht, weist der Drehteller 10 wenigstens einen Federarm 14 auf. Bevorzugterweise sind jedoch mindestens zwei Federarme 14 vorhanden. Vorliegend sind es insgesamt drei regelmäßig beabstandete Federarme 14. Der Drehteller 10 liegt mittels einer Vorspannkraft über den Federarm 14 an dem Drehlager 11 an, wie man anhand der 3 erkennt. Die Federarme 14 bewirken eine Reduzierung der Geräusche bei Drehung des Drehtellers 10 mittels des Betätigungsorgans 2 durch den Benutzer. Wie man weiter in 5 sieht, sind die Federarme 14 derart ausgestaltet, dass eine punktuelle Auflage 15 für den Federarm 14 am Drehlager 11 gegeben ist.
  • Wie man weiter anhand der 5 erkennt, besitzt der Federarm 14 eine längliche Gestalt und ist auskragend an einem Ansatz 17 am Drehteller 10 angeordnet. Dadurch besitzt der Federarm 14 eine Elastizität in Richtung der in 2 eingezeichneten Drehachse 18 des Drehtellers 10. Die punktuelle Auflage 15 ist an den dem Ansatz 17 abgewandten, auskragenden Ende des Federarms 14 angeordnet. Und zwar ist die punktuelle Auflage 15 in der Art eines vom Federarm 14 in Richtung der Drehachse 18 abstehenden Nockens 19 ausgestaltet. Die Zähne 13 des Signalkranzes sind im Wesentlichen kreisförmig am Drehteller 10 angeordnet. Der Federarm 14 und/oder der Ansatz 17 sind weiterhin abschnittsweise konzentrisch zu den Zähnen 13 angeordnet. Schließlich sind die Federarme 14 und/oder die Ansätze 17 auch voneinander gleichmäßig beabstandet am Drehteller 10 angeordnet.
  • Der Drehteller 10 besteht aus thermoplastischen Kunststoff und wird im Spritzgießverfahren hergestellt. Der Federarm 14 und/oder der Ansatz 17 sind einstückig am Drehteller 10 angespritzt. Des Weiteren ist der Drehteller 10 mitsamt den Zähnen 13, dem Ansatz 17 sowie dem Federarm 14 einstückig ausgebildet.
  • Nachfolgend soll noch die Funktionsweise des Schalters 1 detaillierter anhand der Figuren beschrieben werden.
  • Durch Anbringung von Federarmen 14 kann der Drehteller 10 mit einer kleinen Kraft, und zwar mit einer Vorspannung, angepresst werden (siehe 3). Die Kraft lässt sich durch die Federarme 14 abstimmen und ist toleranzunempfindlich. Die Kraft muss abgestimmt werden, damit nicht zu viel Reibung zwischen den bewegenden Teilen entsteht (siehe 4). Die Federarme 14 dürfen nur mittels Punktauflagen 15 gegen das Gegenstück 11 drücken (siehe 5). Der Vorteil der sich daraus ergibt ist, dass keine weiteren Bauteile zum Einsatz kommen müssen. Die Federarme 14 können direkt an den Signalkranz bzw. den Drehteller 10 angeformt werden.
  • Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfasst vielmehr auch alle fachmännischen Weiterbildungen im Rahmen der durch die Patentansprüche definierten Erfindung. So lässt sich die Erfindung nicht nur bei den beschriebenen Multifunktionsschaltern, sondern auch an einfachen elektrischen Drehschaltern sowie auch an sonstigen Signalgebern zur Erkennung von Drehbewegungen einsetzen. Des Weiteren lässt sich der Signalgeber nicht nur in Kraftfahrzeugen verwenden, sondern kann in vorteilhafter Weise auch in Computern, Werkzeugmaschinen, Haushaltsgeräten o. dgl. eingesetzt werden.

Claims (10)

  1. Signalgeber zur Erkennung von Drehbewegungen mit einem Betätigungsorgan (2) und einem mit dem Betätigungsorgan (2) gekoppelten Drehteller (10), wobei der Drehteller (10) an einem Drehlager (11) drehbar gelagert ist, und wobei der Drehteller (10) bei dessen Bewegung schaltend auf ein Schaltelement (12) zur Signalerzeugung einwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehteller (10) wenigstens einen Federarm (14) aufweist, und dass der Drehteller (10) mittels einer Vorspannkraft über den Federarm (14) an dem Drehlager (11) anliegt, wobei der Federarm (14) eine längliche Gestalt besitzt sowie auskragend an einem Ansatz (17) am Drehteller (10) angeordnet ist, wobei der Federarm (14) eine Elastizität parallel einer Drehachse (18) des Drehtellers (10) besitzt, wobei der Federarm (14) eine punktuelle Auflage (15) für die Anlage am Drehlager (11) aufweist, welche an den dem Ansatz (17) abgewandten, auskragenden Ende des Federarms (14) angeordnet ist, und wobei die punktuelle Auflage (15) in der Art eines vom Federarm (14) in Richtung der Drehachse (18) abstehenden Nockens (19) ausgestaltet ist.
  2. Signalgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Schaltelement (12) um ein optisches Schaltelement handelt.
  3. Signalgeber nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das optische Schaltelement eine Gabellichtschranke ist.
  4. Signalgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass am Drehteller (10) regelmäßig beabstandete Zähne (13) in der Art eines Signalkranzes angeordnet sind, die bei der Drehbewegung durch die Gabellichtschranke (12) zur Signalerzeugung hindurchbewegt werden.
  5. Signalgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (13) des Signalkranzes kreisförmig am Drehteller (10) angeordnet sind.
  6. Signalgeber nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Federarm (14) und/oder der Ansatz (17) abschnittsweise konzentrisch zu den Zähnen (13) angeordnet sind/ist.
  7. Signalgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehteller (10) aus Kunststoff besteht sowie im Spritzgießverfahren hergestellt ist.
  8. Signalgeber nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Federarm (14) und/oder der Ansatz (17) einstückig am Drehteller (10) angespritzt sind/ist.
  9. Signalgeber nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei der Drehteller (10) mitsamt den Zähnen (13), dem Ansatz (17) sowie dem Federarm (14) einstückig ausgebildet ist.
  10. Signalgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass am Drehteller (10) mindestens zwei Federarme (14) und/oder Ansätze (17) angeordnet sind.
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