DE202014102504U1

DE202014102504U1 - Schwenkbedienelement mit multifunktionaler Blattfeder

Info

Publication number: DE202014102504U1
Application number: DE202014102504.9U
Authority: DE
Original assignee: Preh GmbH
Current assignee: Preh GmbH
Priority date: 2014-05-28
Filing date: 2014-05-28
Publication date: 2014-06-27
Anticipated expiration: 2024-05-29
Also published as: CN204895348U

Abstract

Bedienelement (1), aufweisend
ein schwenkbeweglich gelagertes Betätigungsteil (2), das aus einer Ruhestellung in wenigstens eine Schwenkstellung durch händische Betätigung schwenkbeweglich gelagert ist;
Rückstellmittel (6) zur Erzeugung einer Rückstellkraft, um das Betätigungsteil (2) aus der Schwenkstellung in die Ruhestellung zurückzustellen;
wenigstens ein magnetisches, optisches und/ oder elektromechanisches Detektionsmittel (4a, 4b), um wenigstens einer der Stellungen des Betätigungsteils (2) eine Schaltfunktionalität zuzuordnen;
eine schwenkbeweglich gelagerte, auf die Detektionsmittel (4a, 4b) einwirkende Wippe (3), mit dem das Betätigungsteil (2) in Eingriff steht, um die Schwenkbewegung des Betätigungsteils (2) auf die Detektionsmittel (4a, 4b) zu übertragen;
wobei die Rückstellmittel (6) eine auf das Betätigungsteil (2) einwirkende Feder (6) umfassen, wobei die Feder (6) so ausgerichtet ist, dass der Eingriff zwischen Betätigungsteil (2) und Wippe (3) elastisch vorgespannt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bedienelement mit einem schwenkbeweglich gelagerten Betätigungsteil, auch kurz Schwenkbedienelement genannt. Derartige Bedienelemente sind beispielsweise als Wippschalter in Lenkräder integriert, um beispielsweise Komfortfunktion in einem Fahrzeug oder einen Tempomaten des Fahrzeugs zu bedienen. Solche Bedienelemente werden mit den Vorgaben entwickelt, eine zuverlässige Rückstellung in eine Ruhestellung bei einer ausgeprägten Haptik bereitzustellen. Gleichzeitig soll und insbesondere für die Anwendung im Fahrzeugbau das Bedienelement kompakt und damit bauraum- und gewichtssparend ausgelegt sein und eine hohe Verschleiß- und Temperaturbeständigkeit aufweisen.
Es besteht daher Bedarf nach einem Bedienelement mit hoher Integrationsdichte, geringem Verschleiß, geringem Gewicht bei ausgeprägter Haptik und zuverlässiger Rückstellung. Diese Aufgabe wird durch ein Bedienelement gemäß Schutzanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind jeweils Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Schutzansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung, insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren, charakterisiert und spezifiziert die Erfindung zusätzlich.
Die Erfindung betrifft ein Bedienelement, welches unter anderem ein schwenkbeweglich gelagertes Betätigungsteil aufweist. Das Betätigungsteil ist erfindungsgemäß aus einer Ruhestellung in wenigstens eine Schwenkstellung gegenüber einem ruhenden Träger, beispielsweise einer Blende, durch händische Betätigung verschwenkbar. Das Betätigungsteil kann beliebig ausgeformt sein, beispielsweise weist es zur Bereitstellung von Betätigungsflächen eine Rippe auf. Das Rückstellmittel dient der Erzeugung einer Rückstellkraft, um das Betätigungsteil aus der Schwenkstellung in die Ruhestellung zurückzustellen. Erfindungsgemäß ist wenigstens ein magnetisches, optisches und/ oder elektromechanisches Detektionsmittel vorgesehen, um wenigstens einer der Stellungen, beispielsweise der wenigstens einen Schwenkstellung, des Bedienelements eine Schaltfunktionalität zuzuordnen. Erfindungsgemäß ist ferner eine schwenkbeweglich gelagerte, auf die Detektionsmittel einwirkende Wippe vorgesehen. Die Wippe steht zur Übertragung der Schwenkbewegung des Betätigungsteils auf die der Wippe erfindungsgemäß mit dem Betätigungsteil in Eingriff, wobei eine synchrone Bewegung durch eine spielfreie Übertragung ohne Totgang, von Betätigungsteil und Wippe bevorzugt ist. Die Rückstellmittel umfassen erfindungsgemäß eine auf das Betätigungsteil einwirkende, bevorzugt eine unmittelbar auf das Betätigungsteil einwirkende Feder. Die Feder ist erfindungsgemäß so ausgerichtet, dass der Eingriff zwischen Betätigungsteil und Wippe elastisch vorgespannt ist. Dadurch wird eine weitere Funktionalität der Rückstellmittel erreicht, so dass diese ferner die Übertragungsmechanik der Schwenkbewegung vom Betätigungsteil auf die Detektionsmittel spielfrei stellen. Somit können Bauteile und folglich Gewicht und gegebenenfalls Bauraum eingespart werden. Die Feder ist beispielsweise aus Federstahl hergestellt.
Zum Erreichen einer deutlichen Wahrnehmbarkeit des durch die Rückstellmittel bewirkten haptischen Feedbacks wirken diese unmittelbar auf das Betätigungsteil ein. Gegenüber einer nicht unmittelbaren Einwirkung, bei der beispielsweise die Rückstellmittel auf die Wippe einwirken und diese durch den mechanischen wechselseitigen Eingriff die Rückstellung des Betätigungsteils bewirkt, wird die Rückstellung nicht von mechanischen Übertragungsverlusten wie Reibung beeinträchtigt. Bevorzugt ist bei dieser unmittelbar auf das Betätigungsteil einwirkenden Ausgestaltung die Feder an ihrem einen Ende fest eingespannt, während sie mit ihrem freien Ende am Betätigungsteil anliegt, bzw. beispielsweise im Gleitkontakt anliegt.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Betätigungsteil aus einer mittleren Ruhestellung in zwei bezüglich der Ruhestellung diametral entgegengesetzte Schwenkstellungen verschwenkbar.
Bevorzugt ist die Feder als Blattfeder ausgebildet. In der Ruhestellung liegt diese an zwei zur Schwenkachse des Betätigungsteils spiegelsymmetrisch angeordneten Anlagestellen am Betätigungsteil an, um rückstellend einzuwirken.
Zur Erzeugung einer wohldefinierten und insbesondere einer bezüglich beider Schwenkbewegung symmetrischen und reproduzierbaren haptischen Rückmeldung aufgrund der der Betätigung jeweils entgegenwirkenden Rückstellkraft ist die Blattfeder bereichsweise torsions- und/oder biegeversteift ausgebildet. Beispielsweise ist im versteiften Bereich eine parallel zur Biegelinie der Blattfeder entlang der äußeren Kante der Blattfeder verlaufende Falz oder Abkantung vorgesehen, um die Blattfeder zu versteifen.
Bevorzugt ist die Blattfeder in dem Bereich, der dem Betätigungsteil benachbart angeordnet ist oder gar an diesen angrenzt, torsions- und/oder biegeversteift ausgebildet. Eine Versteifung in diesem Bereich wird beispielsweise durch eine Verbreiterung oder allgemein eine Vergrößerung der Querabmessung über eine gewisse Längserstreckung der Feder im Vergleich zum Rest der Feder erreicht.
Bevorzugt weist die Blattfeder wenigstens zwei, sich kreuzend verlaufende Rippen oder Wölbungen auf, um die bereichsweise Versteifung der Blattfeder zu erreichen.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist ferner die Wippe gegen das Betätigungsteil vorgespannt, beispielsweise über zwischen der Wippe und den Detektionsmitteln angeordnete Stößel.
Zur Einsparung von Bauraum weist die Feder zwei, zueinander gewinkelte Schenkel auf. Bevorzugt schließen die Schenkel in der Ruhestellung einen Winkel aus dem Bereich von 80° bis 100°, noch bevorzugt einen Winkel im Bereich von 95° bis 105°, ein.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung sind die Schwenkachse des Betätigungsteils und die Schwenkachse der Wippe orthogonal zu dem vom Betätigungsteil abgewandten Schenkel der Feder, beziehungsweise zu der von dem betreffenden Schenkel der Blattfeder definierten Ebene angeordnet.
Die Erfindung betrifft ferner eine Anordnung aus einem Lenkrad und einem in das Lenkrad integrierten Bedienelement in einer der zuvor beschriebenen vorteilhaften Ausgestaltungen.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Die Figuren sind dabei nur beispielhaft zu verstehen und stellen lediglich eine bevorzugte Ausführungsvariante dar. Es zeigen:
1 ist eine perspektivische Ansicht der wesentlichen Bestandteile einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bedienelements 1; Schnittansicht durch eine Sichtblende in einer ersten Ausführungsform;
2 eine perspektivische, weitere Ansicht des Bedienelements 1 aus 1.
1 zeigt in perspektivischer Ansicht eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bedienelements 1. Dieses weist ein schwenkbeweglich gelagertes Betätigungsteil 2 auf, das aus der in 1 gezeigten Ruhestellung in zwei entgegengesetzten Richtungen in zwei Schwenkstellungen verschwenkbar ist. Dieses Betätigungsteil 2 ist in seinem, aus einer nicht dargestellten Blendeöffnung einer ebenfalls nicht dargestellten Blende herausragenden Abschnitt finnenförmig ausgebildet und definiert so zwei in spitzem Winkel zueinander stehende Griff- oder Betätigungsflächen. In dem von der Blende verdeckten Abschnitt des Betätigungsteils 2 ist eine Lageraufnahme 16 ausgebildet, mittels der das Betätigungsteil 2 schwenkbeweglich um die Achse 10 auf einer der Blende zugeordneten und nicht dargestellten Welle oder Zapfen aufsitzt. An dem anderen, durch die Blende verdeckten Ende weist das Betätigungsteil 2 eine Eingriffsvorsprung 12 auf, der im Eingriff mit einer V-förmigen Aufnahme 13 steht, die an einer Wippe 3 ausgebildet ist. Die Wippe 3 ist über einen an der Wippe ausgebildeten Zapfen 17 schwenkbeweglich gelagert. Durch den wechselseitigen Eingriff treibt das Betätigungsteil 2 die Wippe 3 an und beide bewegen sich in ihren Schwenkbewegungen synchron. Die Wippe 3 weist seitliche Ausleger auf, mittels derer sie über Stößel 5 auf Taster 4a, 4b als elektromechanische Detektionsmittel einwirkt. Die Stößel 5 sind in an der Blende ausgebildeten Führungen translatorisch bewegbar gelagert. Die Bemaßungen von Wippe 3, Stößeln 5 und Auslegung der elektromechanischen Taster 4a, 4b sind so gewählt, dass in der Ruhestellung die Wippe 3 in Richtung des Betätigungsteils 2 aufgrund der rückstellenden Wirkung der Taster 4a, 4b elastisch vorgespannt ist, um einen bei der Schwenkbewegung und u.a. durch Verschleiß entstandenes Spiel im Eingriff zwischen Betätigungsteil 2 und Wippe 3 zu kompensieren. Beispielsweise ist der Stößel 5 größer als der lichte Abstand zwischen der in Ruhestellung befindlichen Wippe 3 und dem jeweiligen elektromechanischem Taster 4a, 4b. Ferner kann vorgesehen sein, dass in den beiden maximalen Schwenkstellungen der Berührkontakt zwischen Wippe 3, Stößeln 5 und beiden elektromechanischen Tastern 4a, 4b nicht verloren geht. Das Bedienelement 1 weist ferner eine gewinkelte Blattfeder 6 als Rückstellmittel auf. Die gekröpfte Blattfeder 6 weist in Ruhestellung des Bedienelements 1 zwei, einen Winkel von 90° einschließende Schenkel auf. Der freie Schenkel 6a der Blattfeder 6 ist parallel zur Schwenkachse 10 des Betätigungsteils angeordnet, während der an der Blende mittels Haltefedern 9 in einer nicht dargestellten Aufnahme gehaltene Schenkel 6b eine zu dieser Achse 10 und der Achse 11 der Wippe 3 orthogonale Ausrichtung hat. Die Blattfeder 6 liegt mit zwei Fortsätzen 15 auf längsseitigen und zueinander bezüglich der Achse 16 symmetrischen Vorsprüngen 18 des Betätigungsteils 2 auf. Die Blattfeder 6 sorgt nicht nur für die Rückstellung des Betätigungsteils 2 in die gezeigte Ruhestellung, sondern bewirkt ferner eine Vorspannung des Betätigungsteils 2 in den Eingriff mit der Wippe 3. Somit wird auch seitens des Betätigungsteils 2 der Eingriff zwischen dem Betätigungsteil 2 und der Wippe 3 spielfrei gestellt. Die Blattfeder 6 weist einen Bereich 14 im Schenkel 6a auf, der gegen Torsion und gegen Verbiegen versteift ist. Diese Versteifung wird durch die längsseitigen Abkantungen 8 und die zwei sich kreuzenden, länglichen Auswölbungen 7 im Schenkel 6a erreicht. Die Wölbungen 7 werden durch Prägen des Schenkels 6a aus Federstahlblech erzeugt. Während in der Ruhestellung die Blattfeder 6 beidseitig am Betätigungsteil anliegt, sorgt die Versteifung 7, 8 dafür, dass der Blattfederschenkel 6a mit dem Verschenken aus der Ruhestellung nur einseitig am Betätigungsteil 2 anliegt und eine Biegung außerhalb dieses versteiften Bereichs 14 im Übergangsbereich zwischen den Schenkeln 6a, 6b erfährt. Dadurch wird das Biegeverhalten der Blattfeder 6 vorhersehbar, reproduzierbar und vor Allem bezüglich der beiden Schwenkrichtungen reproduzierbar.

Claims

Bedienelement (1), aufweisend ein schwenkbeweglich gelagertes Betätigungsteil (2), das aus einer Ruhestellung in wenigstens eine Schwenkstellung durch händische Betätigung schwenkbeweglich gelagert ist; Rückstellmittel (6) zur Erzeugung einer Rückstellkraft, um das Betätigungsteil (2) aus der Schwenkstellung in die Ruhestellung zurückzustellen; wenigstens ein magnetisches, optisches und/ oder elektromechanisches Detektionsmittel (4a, 4b), um wenigstens einer der Stellungen des Betätigungsteils (2) eine Schaltfunktionalität zuzuordnen; eine schwenkbeweglich gelagerte, auf die Detektionsmittel (4a, 4b) einwirkende Wippe (3), mit dem das Betätigungsteil (2) in Eingriff steht, um die Schwenkbewegung des Betätigungsteils (2) auf die Detektionsmittel (4a, 4b) zu übertragen; wobei die Rückstellmittel (6) eine auf das Betätigungsteil (2) einwirkende Feder (6) umfassen, wobei die Feder (6) so ausgerichtet ist, dass der Eingriff zwischen Betätigungsteil (2) und Wippe (3) elastisch vorgespannt ist.
Bedienelement (1) gemäß Anspruch 1, wobei die Feder (6) an einem Ende fest eingespannt ist und mit ihrem freien, anderen Ende am Betätigungsteil (2) anliegt.
Bedienelement (1) gemäß einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei das Betätigungsteil (2) aus einer mittleren Ruhestellung in zwei bezüglich der Ruhestellung diametral entgegengesetzte Schwenkstellungen verschwenkbar ist.
Bedienelement (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Feder (6) als Blattfeder ausgebildet ist und in der Ruhestellung an zwei zur Schwenkachse (10) des Betätigungsteils (2) spiegelsymmetrisch angeordneten Anlagestellen (18) am Betätigungsteil (2) anliegt, um rückstellend zu wirken.
Bedienelement (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Blattfeder (6) bereichsweise (14) torsions- und/oder biegeversteift ist.
Bedienelement (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Blattfeder (6) in einem an das Betätigungsteil (2) benachbarten oder angrenzenden Bereich (14) torsionsund/oder biegeversteift ist.
Bedienelement (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Blattfeder (6) wenigstens zwei, sich kreuzende Rippen oder Wölbungen (7) aufweist.
Bedienelement (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ferner die Wippe (3) gegen das Betätigungsteil (2) vorgespannt ist, beispielsweise über zwischen der Wippe (3) und den Detektionsmitteln (4a, 4b) angeordnete Stößel (5).
Bedienelement (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Feder (6) zwei, zueinander gewinkelte Schenkel (6a, 6b) aufweist.
Bedienelement (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Schenkel (6a, 6b) in der Ruhestellung einen Winkel aus dem Bereich von 80° bis 100°, bevorzugt 85° bis 95° einschließen.
Bedienelement (1) gemäß einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schwenkachse (10) des Betätigungsteils (2) und die Schwenkachse (11) der Wippe (3) orthogonal zu dem vom Betätigungsteil (2) abgewandten Schenkel (6b) der Blattfeder (6) angeordnet sind.
Anordnung aus einem Lenkrad und einem in das Lenkrad integrierten Bedienelement (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.