EP2633535A1 - Schaltbedienfeld - Google Patents

Schaltbedienfeld

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EP2633535A1
EP2633535A1 EP11784417.5A EP11784417A EP2633535A1 EP 2633535 A1 EP2633535 A1 EP 2633535A1 EP 11784417 A EP11784417 A EP 11784417A EP 2633535 A1 EP2633535 A1 EP 2633535A1
Authority
EP
European Patent Office
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actuating surface
housing
switching
sensor
actuating
Prior art date
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Granted
Application number
EP11784417.5A
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English (en)
French (fr)
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EP2633535B1 (de
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Waldemar Sauter
Gerd Villing
Alexander Staiger
Wolfgang Angst
Jürgen Kopp
Achim Mink
Dietmar Weisser
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Marquardt GmbH
Original Assignee
Marquardt GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Marquardt GmbH filed Critical Marquardt GmbH
Publication of EP2633535A1 publication Critical patent/EP2633535A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2633535B1 publication Critical patent/EP2633535B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H13/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
    • H01H13/70—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard
    • H01H13/83—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard characterised by legends, e.g. Braille, liquid crystal displays, light emitting or optical elements
    • H—ELECTRICITY
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    • H01H13/70—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard
    • H01H13/84—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard characterised by ergonomic functions, e.g. for miniature keyboards; characterised by operational sensory functions, e.g. sound feedback
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H2003/008—Mechanisms for operating contacts with a haptic or a tactile feedback controlled by electrical means, e.g. a motor or magnetofriction
    • H—ELECTRICITY
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H2215/00—Tactile feedback
    • H01H2215/05—Tactile feedback electromechanical
    • H—ELECTRICITY
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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    • H01H2219/054—Optical elements
    • H01H2219/06—Reflector
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H2219/00—Legends
    • H01H2219/054—Optical elements
    • H01H2219/064—Optical isolation of switch sites
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H2239/00—Miscellaneous
    • H01H2239/024—Miscellaneous with inductive switch

Definitions

  • the invention relates to a switch panel according to the preamble of patent claim 1.
  • Such a switch panel may have one or more switching elements for manual operation.
  • the switch panel can be used in particular in a motor vehicle.
  • Such a control panel has an actuating surface for manual action by means of an element by the user.
  • the element may be the finger of a human hand, with the aid of which the actuation of the switching elements of the control panel takes place.
  • the actuating surface acts together with a sensor such that the sensor when approaching the element to the
  • Actuating surface and / or upon contact of the actuating surface by means of the element and / or under pressure of the element on the actuating surface generates a signal.
  • the signal is used to switch and / or trigger one of the respective
  • the invention has for its object to further develop the switch panel so that the risk of penetration of pollutants reduced and reliability is thus increased.
  • the switch panel with regard to a
  • the switch panel should be further developed with regard to cost-effective sensors. Still more preferably, the switch panel is to be further developed for enhanced functionality.
  • the sensitivity and / or path change should be adjustable. An increase in the service life of the control panel, especially with regard to the number of actuations, should be achieved. The influence of the manufacturing tolerances of the individual components in the direction of actuation (Z direction) should be minimized. Furthermore, a simple assembly should be achieved.
  • This object is in a generic switch panel by the
  • the actuating surface forms an im
  • the senor consists of a Hall sensor, wherein a magnetized element can be in operative connection with the actuating surface, such that the magnetized element is movable corresponding to a movement of the actuating surface.
  • the change in the magnetic field at the Hall sensor during movement of the magnetized element can be evaluated to generate the signal. Created is thus a concept for the pressure detection for actuating the switch panel by means of a Hall sensor.
  • the switch panel has a housing for receiving the
  • the housing may be configured such that the actuating surface constitutes a termination located on one side of the housing and thus forms a substantially closed surface on the housing.
  • the actuating surface comprises a diaphragm, optionally a diaphragm carrier and a carrier part.
  • an actuator is arranged on the actuating surface, wherein the actuator may be located on the support part, and wherein expediently then on the side facing away from the actuating surface of the actuator, the magnetized element may be arranged.
  • the Hall sensor can be arranged on a circuit board located in the housing in a simple manner.
  • DMS strain gauge
  • strain gauges can be mounted in a compact and functionally reliable design on a spring element, such that the spring element together with the
  • Strain gauge is deformed by the action of pressure on the actuating surface.
  • the strain gauge can be glued to the spring element for this purpose.
  • the spring element may be located as a resilient region on a hollow body part.
  • an actuator can be arranged on the actuating surface in a compact manner, such that the action on the actuating surface by means of the actuator on the
  • the hollow body part can be arranged on a circuit board located in the housing.
  • the senor has an electrically conductive foil.
  • the electrically conductive film may be arranged in and / or on the actuating surface, such that an electrical field can be generated in the region of the actuating surface by applying an electrical voltage. The effect of the element on the
  • Actuating surface caused change in the electric field in particular its capacitive change, can be evaluated to generate the signal.
  • a capacitive detection of the operation of the control panel for example, for the proximity detection, created.
  • the actuating surface can have at least two regions in the manner of switching elements.
  • the electrically conductive foil may likewise have at least two guide regions which are electrically insulated from one another.
  • the electrically conductive film is then arranged such that each area on the actuating surface is associated with a guide area.
  • light-emitting diodes which can be arranged on a circuit board expediently, are located in the housing for illuminating the actuating surface.
  • a reflector for holding the circuit board may be arranged in the housing.
  • optical fibers can lead from the light emitting diodes to the actuating surface.
  • the actuating surface may comprise a diaphragm, optionally a diaphragm support and a support member.
  • the electrically conductive ge foil by inserting between the diaphragm support and the support member, by gluing to the diaphragm support, by encapsulation and / or injection molding by means of the diaphragm support o. The like. Be attached.
  • the electrically conductive foil can be electrically contacted by means of a plug, a socket or the like on the printed circuit board.
  • the electrically conductive film for light in the visible to the human eye area or in any other appropriate area, for example in the infrared range is substantially transparent.
  • the screen carrier for visible or other light is substantially transparent.
  • the support member may be substantially impermeable to visible or other light.
  • a Hall sensor for example a
  • One-dimensional Hall sensor (1 D sensor) or a three-dimensional Hall sensor (SD sensor), used. This can be positioned on the circuit board directly or on other components. Above the sensor, a magnetized medium, such as a magnet, is placed above the sensor. In a path change, which, for example, by an actuation of the User interface, the distance between the magnet and the sensor changes. This path change is evaluated electronically as actuation.
  • a strain gauge (DMS) is mounted on a resilient element in the control panel. Upon actuation of the user interface by the operator, the resilient element is deformed and thus also the strain gages. The resulting change in resistance of the strain gage can be evaluated.
  • the capacitive concept for the switching element is realized by means of conductive transparent foil.
  • the attachment and / or assembly of the film is by gluing, inserting,
  • Switch panel offers the largest possible area for capacitive detection, whereby the foil can be accommodated directly below the user interface in the illuminable area, with or without display. In this way, the best possible capacitive detection of the operator, for example, by the fingers, and the maximum possible illumination is achieved. The solution also takes up as little space as possible.
  • the advantages achieved by the invention are in particular that a possibility is created, smallest path changes, and less than 0.01 mm, to safely detect.
  • a control panel with "zero path” is possible. Furthermore, the sensitivity is adjustable. Since no mechanical contact between the components takes place, the influence of the tolerances in the direction of actuation for the switch panel (Z-direction) is greatly minimized. In addition, no mechanical wear occurs. Finally, an SMD assembly of the Hall sensor is possible, which the switch panel is also particularly cost.
  • control panel equipped with an electrically conductive foil is also particularly cost-effective and, moreover, there is a saving of installation space in the control panel.
  • FIG. 1 is a switch panel for a motor vehicle in a perspective view
  • FIG. 2 shows the control panel of FIG. 1 in exploded view
  • FIG. 3 shows the actuating surface of the control panel of FIG. 2 in exploded view
  • FIG. 4 shows a section through the control panel of FIG. 1 in the region of a display
  • FIG. 5 shows a section through the control panel of FIG. 1 in the region of a symbol
  • FIG. 6 shows a section through the control panel of FIG. 1 showing the contacting of the conductive foil
  • FIG. 7 shows a section through the control panel of FIG. 1 in the region of the Hall sensor
  • FIG. 8 shows a section as in FIG. 7, showing the operation of the Hall sensor
  • FIG. 9 shows a control panel with a strain gauge as a sensor in an exploded view showing the principle
  • Fig. 10 shows the operation of the sensor of FIG. 9 and a sectional view
  • FIG. 11 shows a section through the control panel from FIG. 1 in the region of a haptic and / or acoustic-generating element.
  • a switch panel 1 for a motor vehicle with an actuating surface 3 can be seen, are arranged on the individual areas 2 in the manner of switching elements for triggering and / or operation of various functions in the motor vehicle.
  • the control panel 1 may be one for operating the air conditioning system in the motor vehicle, the temperature being controlled by means of the switching elements 2
  • Function display 10 for displaying the state (on / off) of the respective function arranged, the function icon 9 and the function display 10 are illuminated.
  • the control panel 1 has a housing 4, on the upper side of the actuating surface 3 is located. 1, the actuating surface 3 has a substantially closed surface, whereby the control panel 1 is largely protected against harmful external influences.
  • the switching elements 2 are thereby actuated by the user by means of an element 11 on the corresponding region 2 of
  • Actuating surface 3 acts manually.
  • the element 11 is in particular a finger of the user's human hand.
  • the actuating surface 3 is again on a housing 4, serving as a holder for the circuit board 5 reflector 26th arranged. From the LEDs 6 lead light guide 37 to the function symbols 9 and light guide 38 to the function displays 10 on the actuating surface 3, as shown in Fig. 5 can be seen, such that the emitted light from the LEDs 6 to illuminate the function symbols 9 and / or the Function displays 10 is performed. It can be seen further from FIG. 3 that the actuating surface 3 consists of a diaphragm 24, which represents the actual user interface for the user, a diaphragm carrier 25 and a further carrier part 39.
  • the manual action of the finger 11 on the actuating surface 3 is detected by means of a sensor.
  • an electrically conductive film 12 is arranged in and / or on the actuating surface 3, by means of which an electric field is generated in the region of the actuating surface 3 by applying an electrical voltage.
  • Actuating surface 3 cooperates with the sensor 12 such that the sensor 12 generates a signal when approaching the element 11 to the actuating surface 3 by the change of the electric field by the approach of the finger 11, in particular the capacitive change, is evaluated.
  • the film 12 has individual conducting regions 13 which are electrically insulated from each other.
  • the film 12 is arranged such that each region 2 on the actuating surface 3 is assigned such a guide region 13.
  • Actuating surface 3 cooperates with the sensor 13 such that the sensor 13 generates a signal when touching the corresponding area 2 of the actuating surface 3 by means of the element 11 by the change of the electric field for the guide region 13 by the touch of the finger 11, in particular capacitive change, is evaluated.
  • the electrically conductive film 12 is fastened in the housing 4 by insertion between the diaphragm support 25 and the support part 39.
  • the electrically conductive film 12 by gluing to the Blende carrier 25, by encapsulation and / or injection molding of the electrically conductive film 12 by means of the diaphragm support 25 o. The like. Be attached, but this is not shown further.
  • the diaphragm 24 is at least in the field of view or on the user interface of electrically poor or electrically non-conductive material.
  • the electrically conductive foil 12 is electrically contacted by means of a connecting part 51 via a plug socket 50, a plug or another suitably selected contact connection on the printed circuit board 5, as can be seen in FIG. If necessary, the control panel 1 may have a display 52 shown in FIG.
  • the electrically conductive film 12 is substantially transparent to light in the visible to the human eye area to ensure good illumination of the function icons 9 and / or the function displays 10.
  • the aperture support 25 is substantially transparent to visible light.
  • the support member 39 is substantially impermeable to visible light to prevent scattered radiation in the non-illuminated areas on the diaphragm 24, If necessary, the electrically conductive film 12 and / or the diaphragm support 25 for other radiation, such as infrared Radiation, be permeable.
  • a magnetized element 14 is in operative connection with the actuating surface 3.
  • the magnet 14 is arranged on the side of the actuating surface 3 facing the interior of the housing 4 on an actuator serving as a holder 47, the actuator 47 once again being part of the actuator
  • Carrier part 39 is.
  • the magnet 14 is associated with a Hall sensor 15, which is located on the circuit board 5 in the housing 4.
  • the actuating surface 3 bends slightly, so that the magnet 14 is moved accordingly, to which the support member 39 is arranged by means of an elastic bearing 53 on the reflector 26.
  • This movement of the magnet 14 shown in FIG. 8 with the arrow 54, which corresponds to the movement of the actuating surface 3, is detected by means of the Hall sensor 15.
  • the actuating surface 3 cooperates with the sensor 15 such that the sensor 15 generates a signal when pressure is applied to the actuating surface 3 by means of the element 11 by the change of the magnetic field by the magnet 14 is evaluated.
  • the actuating surface 3 or the carrier part 39 shown in FIG. 3 is equipped with magnets 14, the number of which depending on the design is selected corresponding to the number of switching elements 2.
  • the actuating surface 3 may also be designed to be magnetic. 8 shows the function of the switching element 2.
  • the path change, which results from the operation of the surface of the actuating surface 3 by the operator, is detected by means of an evaluation and evaluated as an operation.
  • the Hall sensor 15 thus serves for pressure detection for the actuating surface 3.
  • a strain gauge 55 can be used as a sensor, acting on the bending of the actuating surface 3 deforming, as shown in Fig. 9 can be seen.
  • the strain gauge 55 in turn is in operative connection with the actuating surface 3, such that the action of the element 11 on the actuating surface 3 causes a deformation of the strain gauge 55.
  • This deformation of the strain gauge 55 causes a change in its electrical resistance. The change in the electrical resistance is then in turn evaluated for the generation of the signal.
  • an actuator 56 is disposed on the operation surface 3. If a force 57 is now exerted on the actuating surface 3 by means of the element 11, this action on the actuating surface 3 is transmitted to a spring element 58 by means of the actuator 56.
  • the strain gauge 55 is attached to the spring element 58, for example, glued to the spring element 58. Due to the action of the pressure force 57 Thus, the spring element 58 is deformed together with the strain gauge 55 accordingly.
  • the spring element 58 is located on a hollow body part 59 as an elastically resilient region.
  • the strain gauge 55 is mounted in the interior of the hollow body part 59 on the resilient portion 58 and thus protected from harmful influences.
  • the pressure force 57 is thus transmitted by means of the actuator 56 to the resilient portion 58 of the hollow body portion 59 and the resilient portion 58 in turn on the strain gauge 55.
  • the hollow body part 59 is finally arranged on the circuit board 5 located in the housing 4.
  • the signal generated by the sensors 12, 13, 15, 55 can be evaluated accordingly and then serves for switching and / or triggering the respective function in the motor vehicle in the manner of a switching signal. At least one of the signals generated by the sensors 12, 13, 15, 55 and / or another due to the evaluation of the signals generated by the sensors 12, 13, 15, 55 can continue generating a haptic and / or acoustics for the switch panel 1 cause.
  • a haptic and / or acoustic-generating element 7 (see Fig. 11) is provided, which with the actuating surface 3 in
  • the corresponding signal can now control an actuator 8 for actuating the haptic and / or acoustic-generating element 7.
  • the actuator 8 is an electromagnet.
  • the electromagnet 8 has a coil 16 and a movably mounted in the coil 16, acted upon by a spring 48 anchor 17. Now, the actuator 8 is driven, there is a corresponding energization of the coil 16 of the electromagnet 8, which in turn the armature 17 of the electromagnet 8 is moved.
  • the moving armature 17 beats on the leaf spring-like configured haptic and / or acoustic-generating element 7. Due to the impact on the one hand by the haptic and / or acoustic generating element 7 generates a noise in the manner of a click, which the user switching the
  • Switching element 2 signals.
  • the impact movement of the armature 17 is transmitted from the haptic and / or acoustic-generating element 7 via an arranged on the inside of the actuating surface 3 plunger 18 on the actuating surface 3, which in turn is felt by the user's finger 11 as a haptic feedback for the switching of the switching element 2.
  • electrical / electronic component / light emitting diode haptic and / or acoustic generating element: actuator / solenoid / lifting magnet

Landscapes

  • Push-Button Switches (AREA)
  • Switch Cases, Indication, And Locking (AREA)
  • User Interface Of Digital Computer (AREA)
  • Switches That Are Operated By Magnetic Or Electric Fields (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schaltbedienfeld (1), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer Betätigungsfläche (3) zur manuellen Einwirkung mittels eines Elements (11), wobei es sich insbesondere bei dem Element (11) um den Finger einer menschlichen Hand handelt. Das Schaltbedienfeld (1) weist einen mit der Betätigungsfläche (3) derart zusammenwirkenden Sensor auf, dass der Sensor bei Annäherung des Elements (11) an die Betätigungsfläche (3) und/oder bei Berührung der Betätigungsfläche (3) mittels des Elements (11) und/oder bei Druckeinwirkung mittels des Elements (11) auf die Betätigungsfläche (3) ein Signal erzeugt, wobei das Signal zum Schalten und/oder Auslösen einer Funktion in der Art eines Schaltsignals dient. Die Betätigungsfläche (3) bildet eine im wesentlichen geschlossene Oberfläche.

Description

Schaltbedienfeld
Die Erfindung betrifft ein Schaltbedienfeld nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein derartiges Schaltbedienfeld kann ein oder auch mehrere Schaltelemente zur manuellen Betätigung aufweisen. Das Schaltbedienfeld kann insbesondere in einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden.
Ein solches Schaltbedienfeld weist eine Betätigungsfläche für die manuelle Einwirkung mittels eines Elements durch den Benutzer auf. Insbesondere kann es sich bei dem Element um den Finger einer menschlichen Hand handeln, mit dessen Hilfe die Betätigung der Schaltelemente des Schaltbedienfeldes erfolgt. Die Betätigungsfläche wirkt dabei mit einem Sensor derart zusammen, dass der Sensor bei Annäherung des Elements an die
Betätigungsfläche und/oder bei Berührung der Betätigungsfläche mittels des Elements und/oder bei Druckeinwirkung mittels des Elements auf die Betätigungsfläche ein Signal erzeugt. Das Signal dient zum Schalten und/oder Auslösen einer dem jeweiligen
Schaltelement im Schaltbedienfeld zugeordneten Funktion in der Art eines Schaltsignals.
Als Sensoren werden in herkömmlicher Weise elektrische Schalter, Schnappscheiben o. dgl. verwendet. Hierbei handelt es sich um direkt bewegliche Schaltelemente. Diese machen einen mechanischen Kontakt zwischen der Betätigungsfläche und dem Sensor erforderlich, was wiederum beispielsweise zu Verschleiß führt. Außerdem sind zur Betätigung der Schaltelemente entsprechende bewegliche Betätigungsorgane erforderlich, die aus der Oberfläche des Schaltbedienfeldes herausragen, so dass die Gefahr des Eindringens von Schadstoffen in das Schaltbedienfeld an den Betätigungsorganen besteht. Desweiteren sind diese herkömmlichen Schaltelemente kostenintensiv sowie in ihrer Funktionalität eingeschränkt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Schaltbedienfeld derart weiterzuentwickeln, dass die Gefahr des Eindringens von Schadstoffen verringert und die Betriebssicherheit somit erhöht ist. Bevorzugterweise soll das Schaltbedienfeld im Hinblick auf eine
Wirkverbindung ohne mechanischen Kontakt weiterentwickelt werden. Weiter
bevorzugterweise soll das Schaltbedienfeld im Hinblick auf eine kostengünstige Sensorik weiterentwickelt werden. Noch weiter bevorzugterweise soll das Schaltbedienfeld im Hinblick auf eine erweiterte Funktionalität weiterentwickelt werden.
Insbesondere sollen auch noch nachfolgende Anforderungen erfüllt werden. Die
Druckerfassung ohne mechanischen Kontakt zwischen den Bauteilen in einem Bedienfeld ohne direkt bewegliches Schaltelement, wie elektrischer Schalter, Schnappscheibe o. dgl., soll realisiert werden. Die Empfindlichkeit und/oder Wegänderung sollen einstellbar sein. Eine Erhöhung der Lebensdauer des Bedienfeldes, vor allem im Hinblick auf die Anzahl der Betätigungen, soll erzielt werden. Der Einfluss der Fertigungstoleranzen der einzelnen Bauteile in Betätigungsrichtung (Z-Richtung) soll minimiert werden. Desweiteren soll eine einfache Montage erreicht werden.
Insbesondere soll die Realisierung der Sensorik, also der Druckerfassung, bei Bedienfeldern ohne herkömmliche Schaltelemente, wie Schalter, Schnappscheiben o. dgl., erfolgen.
Insbesondere soll die Realisierung der Näherungserkennung bei Bedienfeldern mit und/oder ohne ausleuchtbare Bereiche erfolgen.
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Schaltbedienfeld durch die
kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Beim erfindungsgemäßen Schaltbedienfeld bildet die Betätigungsfläche eine im
wesentlichen geschlossene Oberfläche. Durch die Verwendung von Sensoren, die lediglich mit der Betätigungsfläche zusammenwirken, kann auf direkt bewegliche Schaltelemente verzichtet werden. Vorteilhafterweise ist ein Eindringen von Schadstoffen an der
geschlossenen Oberfläche verhindert, so dass die Funktionssicherheit des Schaltbedienfeldes gesteigert ist. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
In einer Ausführung besteht der Sensor aus einem Hallsensor, wobei ein tnagnetisiertes Element mit der Betätigungsfläche in Wirkverbindung stehen kann, derart dass das magnetisierte Element korrespondierend zu einer Bewegung der Betätigungsfläche bewegbar ist. Die Änderung des magnetischen Feldes am Hallsensor bei Bewegung des magnetisierten Elements kann zur Erzeugung des Signals ausgewertet werden. Geschaffen ist somit ein Konzept für die Druckerfassung zur Betätigung des Schaltbedienfeldes mittels eines Hallsensors.
Zweckmäßigerweise weist das Schaltbedienfeld ein Gehäuse zur Aufnahme der
Betätigungsfläche auf, so dass das Schaltbedienfeld als ein separates, vormontierbares Bauteil hergestellt werden kann. Das Schaltbedienfeld lässt sich dann in einfacher Art und Weise im Kraftfahrzeug montieren. Das Gehäuse kann derart ausgestaltet sein, dass die Betätigungsfläche einen an einer Seite des Gehäuses befindlichen Abschluss darstellt und somit eine im wesentlichen geschlossene Oberfläche am Gehäuse bildet.
In einer zweckmäßigen sowie kompakten Ausgestaltung umfasst die Betätigungsfläche eine Blende, gegebenenfalls einen Blendenträger sowie ein Trägerteil. In einfacher Art und Weise bietet es sich an, dass ein Betätiger an der Betätigungsfläche angeordnet ist, wobei der Betätiger am Trägerteil befindlich sein kann, und wobei zweckmäßigerweise dann an der der Betätigungsfläche abgewandten Seite des Betätigers das magnetisierte Element angeordnet sein kann. Weiterhin kann in einfacher Art und Weise der Hallsensor auf einer im Gehäuse befindlichen Leiterplatte angeordnet sein.
In einer weiteren Ausführung erfolgt die Realisierung der Sensorik, also der
Druckerfassung, bei Bedienfeldern ohne herkömmliche Schaltelemente, wie Schalter, Schnappscheiben o. dgl., indem der Sensor aus einem Dehnungsmessstreifen (DMS) besteht. Es erfolgt somit die Anwendung von DMS (Dehnungsmessstreifen) in einem Bedienfeld als Sensor. Der Sensor kann derart mit der Betätigungsfläche in Wirkverbindung stehen, dass die Einwirkung des Elements auf die Betätigungsfläche eine Verformung des Dehnungsmessstreifens bewirkt. Die durch die Verformung im Dehnungsmessstreifen bewirkte Veränderung des elektrischen Widerstands kann dann zur Erzeugung des Signals ausgewertet werden.
Der Dehnungsmessstreifen kann in kompakter sowie funktionssicherer Ausgestaltung an einem Federelement befestigt sein, derart dass das Federelement mitsamt dem
Dehnungsmessstreifen durch die Druckeinwirkung auf die Betätigungsfläche verformt wird. In einfacher Weise kann hierzu der Dehnungsmessstreifen am Federelement aufgeklebt sein. Zwecks einfacher Montage kann das Federelement als ein elastisch federnder Bereich an einem Hohlkörperteil befindlich sein.
Desweiteren kann in kompakter Art ein Betätiger an der Betätigungsfläche angeordnet sein, derart dass die Einwirkung auf die Betätigungsfläche mittels des Betätigers auf das
Federelement übertragen wird. Insbesondere kann diese Einwirkung auf den federnden Bereich des Hohlkörperteils übertragen werden. Weiterhin kann in einfacher Art und Weise das Hohlkörperteil auf einer im Gehäuse befindlichen Leiterplatte angeordnet sein.
In einer abermals weiteren Ausfiihrung weist der Sensor eine elektrisch leitfähige Folie auf. Die elektrisch leitfähige Folie kann in und/oder an der Betätigungsfläche angeordnet sein, derart dass durch Anlegen einer elektrischen Spannung ein elektrisches Feld im Bereich der Betätigungsfläche erzeugbar ist. Die durch die Einwirkung des Elements auf die
Betätigungsfläche hervorgerufene Veränderung des elektrischen Feldes, insbesondere dessen kapazitive Veränderung, kann zur Erzeugung des Signals ausgewertet werden. Damit ist eine kapazitive Erfassung der Bedienung des Schaltbedienfeldes, beispielsweise für die Näherungserkennung, geschaffen.
In einer die Funktionalität des Schaltbedienfeldes erweiternden Ausgestaltung kann die Betätigungsfläche wenigstens zwei Bereiche in der Art von Schaltelementen aufweisen. Die elektrisch leitfähige Folie kann ebenfalls wenigstens zwei voneinander elektrisch isolierte Leitbereiche aufweisen. Bevorzugterweise ist die elektrisch leitfähige Folie dann derart angeordnet, dass jedem Bereich an der Betätigungsfläche ein Leitbereich zugeordnet ist. Mit Hilfe einer solchen Ausgestaltung lässt sich in einfacher Art und Weise detektieren, welches Schaltelement vom Benutzer betätigt wird.
In weiterer Ausgestaltung sind im Gehäuse Leuchtdioden, die zweckmäßigerweise auf einer Leiterplatte angeordnet sein können, zur Beleuchtung der Betätigungsfläche befindlich. In kompakter Art kann ein Reflektor zur Halterung der Leiterplatte im Gehäuse angeordnet sein. Zwecks effektiver sowie verlustarmer Weiterleitung des Lichts können Lichtleiter von den Leuchtdioden zur Betätigungsfläche führen.
Wiederum kann die Betätigungsfläche eine Blende, gegebenenfalls einen Blendenträger sowie ein Trägerteil umfassen. In einfacher Art und Weise kann die elektrisch leitfäh ge Folie durch Einlegen zwischen dem Blendenträger und dem Trägerteil, durch Kleben an den Blendenträger, durch Umspritzen und/oder Hinterspritzen mittels des Blendenträgers o. dgl. befestigt sein. In montagefreundlicher sowie funktionssicherer Art kann die elektrisch leitfähige Folie mittels eines Steckers, einer Steckerbuchse o. dgl. auf der Leiterplatte elektrisch kontaktiert sein.
In weiterer Ausgestaltung ist die elektrisch leitfähige Folie für Licht in dem für das menschliche Auge sichtbaren Bereich oder in einem sonstigen zweckmäßigen Bereich, beispielsweise im Infrarot-Bereich, im wesentlichen transparent. Zweckmäßigerweise ist dann ebenfalls der Blendenträger für sichtbares oder sonstiges Licht im wesentlichen transparent. Zwecks Vermeidung von Streuungen, Verlusten o. dgl. kann das Trägerteil für sichtbares oder sonstiges Licht im wesentlichen undurchlässig sein.
Für besonders bevorzugte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Schaltbedienfeldes ist nachfolgendes festzustellen.
Um die genannte Aufgabe zu lösen, wird ein Hallsensor, beispielsweise ein
eindimensionaler Hallsensor (1 D-Sensor) oder ein dreidimensionaler Hallsensor (SD- Sensor), eingesetzt. Dieser kann auf der Leiterplatte direkt oder auf anderen Bauteilen positioniert werden. Über dem Sensor wird ein magnetisiertes Medium, beispielsweise ein Magnet, platziert. Bei einer Wegänderung, welche zum Beispiel durch eine Betätigung der Bedienoberfläche durch den Bediener entsteht, ändert sich der Abstand zwischen dem Magnet und Sensor. Diese Wegänderung wird elektronisch als Betätigung ausgewertet.
Ein Dehnungsmessstreifen(DMS) wird auf einem federnden Element im Bedienfeld befestigt. Bei einer Betätigung der Bedienoberfläche durch den Bediener wird das federnde Element verformt und somit auch die DMS. Die dabei entstandene Widerstandsänderung des DMS kann ausgewertet werden.
Das kapazitive Konzept für das Schaltelement ist mittels leitfähiger transparenter Folie realisiert. Die Befestigung und/oder Montage der Folie ist durch Kleben, Einlegen,
Umspritzen im Werkzeug o. dgl. möglich. Kontaktiert wird auf die Leiterplatte mittels eines Stecker und/oder einer Steckerbuchse und/oder einer sonstigen beliebigen Kontaktierung.
Insgesamt ist ein Konzept für die kapazitive Erfassung der Bedienung des
Schaltbedienfeldes mittels einer leitfähigen transparenten Folie geschaffen. Das
Schaltbedienfeld bietet die größtmögliche Fläche für die kapazitive Erfassung, wobei die Folie direkt unter der Bedienoberfläche im ausleuchtbaren Bereich, und zwar mit oder ohne Display, untergebracht werden kann. Auf diese Weise wird die bestmögliche kapazitive Erfassung des Bedieners, beispielsweise von dessen Finger, und die maximal mögliche Ausleuchtung erreicht. Die Lösung beansprucht außerdem so wenig wie möglich Bauraum.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass eine Möglichkeit geschaffen ist, kleinste Wegänderungen, und zwar unter 0,01 mm, sicher zu erfassen.
Vorteilhafterweise ist damit ein Bedienfeld mit "Nullweg" möglich. Desweiteren ist die Empfindlichkeit einstellbar. Da kein mechanischer Kontakt zwischen den Bauteilen stattfindet, wird der Einfluss der Toleranzen in Betätigungsrichtung für das Schaltbedienfeld (Z-Richtung) stark minimiert. Außerdem tritt kein mechanischer Verschleiß auf. Schließlich ist auch eine SMD-Bestückung des Hallsensors möglich, womit das Schaltbedienfeld auch besonders kostengünstig ist.
Die weiterhin mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass eine Möglichkeit geschaffen ist, um die Sensorik ohne herkömmliche Schaltelemente mit Weg zu realisieren Vorteilhafterweise erhält man ein Bedienfeld mit "Nullweg" und bei Bedarf auch mit "Nullkraft". Desweiteren ist eine Einsparung von Bauraum im Bedienfeld gegeben. Schließlich ist das mit einem Dehnungsmessstreifen ausgestattete Schaltbedienfeld auch besonders kostengünstig.
Die noch weiter mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass die bestmögliche kapazitive Erfassung des Bedieners, beispielsweise von dessen Finger, direkt im ausleuchtbaren Bereich auf kleinstem Bauraum realisiert ist. Schließlich ist das mit einer elektrisch leitfähigen Folie ausgestattete Schaltbedienfeld auch besonders kostengünstig und es ist desweiteren eine Einsparung von Bauraum im Bedienfeld gegeben.
Ausführungsbeispiele der Erfindung mit verschiedenen Weiterbildungen und
Ausgestaltungen sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 ein Schaltbedienfeld für ein Kraftfahrzeug in perspektivischer Ansicht,
Fig. 2 das Bedienfeld aus Fig. 1 in Explosions-Darstellung,
Fig. 3 die Betätigungsfläche des Bedienfelds aus Fig. 2 in Explosions-Darstellung,
Fig. 4 einen Schnitt durch das Bedienfeld aus Fig. 1 im Bereich eines Displays,
Fig. 5 einen Schnitt durch das Bedienfeld aus Fig. 1 im Bereich eines Symbols,
Fig. 6 einen Schnitt durch das Bedienfeld aus Fig. 1 mit Darstellung der Kontaktierung der Leitfolie,
Fig. 7 einen Schnitt durch das Bedienfeld aus Fig. 1 im Bereich des Hallsensors, Fig. 8 einen Schnitt wie in Fig. 7 mit Darstellung der Betätigung des Hallsensors, Fig. 9 ein Bedienfeld mit einem Dehnungsmessstreifen als Sensor in einer das Prinzip zeigenden Explosionsdarstellung,
Fig. 10 die Funktionsweise des Sensors aus Fig. 9 sowie eine Schnittdarstellung
dieses Sensors und
Fig. 11 einen Schnitt durch das Bedienfeld aus Fig. 1 im Bereich eines Haptik- und/oder Akustik-erzeugenden Elements.
In Fig. 1 ist ein Schaltbedienfeld 1 für ein Kraftfahrzeug mit einer Betätigungsfläche 3 zu sehen, an dem einzelne Bereiche 2 in der Art von Schaltelementen zur Auslösung und/oder Bedienung verschiedener Funktionen im Kraftfahrzeug angeordnet sind. Beispielsweise kann es sich bei dem Bedienfeld 1 um ein solches zur Bedienung der Klimaanlage im Kraftfahrzeug handeln, wobei mittels der Schaltelemente 2 die Temperatur im
Kraftfahrzeug, die Lüftung, das Frontscheibengebläse o. dgl. durch den Benutzer einstellbar ist. An der Betätigungsfläche 3 ist für die Schaltelemente 2 ein Funktionssymbol 9 zur Darstellung der mittels des Schaltelementes 2 auslösbaren Funktion sowie eine
Funktionsanzeige 10 zur Darstellung des Zustandes (Ein / Aus) der jeweiligen Funktion angeordnet, wobei das Funktionssymbol 9 sowie die Funktionsanzeige 10 beleuchtbar sind.
Das Bedienfeld 1 besitzt ein Gehäuse 4, an dessen Oberseite die Betätigungsfläche 3 befindlich ist. Wie der Fig. 1 zu entnehmen ist, weist die Betätigungsfläche 3 eine im wesentlichen geschlossene Oberfläche auf, womit das Bedienfeld 1 vor schädlichen äußeren Einflüssen weitgehend geschützt ist. Die Schaltelemente 2 sind dadurch betätigbar, indem der Benutzer mittels eines Elements 11 auf den entsprechenden Bereich 2 der
Betätigungsfläche 3 manuell einwirkt. Bei dem Element 11 handelt es sich insbesondere um einen Finger der menschlichen Hand des Benutzers.
Wie man in Fig. 2 sieht, befindet sich im Gehäuse 4 eine Leiterplatte 5, auf der
elektrische/elektronische Bauteile 6, beispielsweise Leuchtdioden zur Beleuchtung der Betätigungsfläche 3, angeordnet sind. Die Betätigungsfläche 3 ist wiederum auf einem im Gehäuse 4 befindlichen, als Halterung für die Leiterplatte 5 dienenden Reflektor 26 angeordnet. Von den Leuchtdioden 6 fuhren Lichtleiter 37 zu den Funktionssymbolen 9 sowie Lichtleiter 38 zu den Funktionsanzeigen 10 an der Betätigungsfläche 3, wie in Fig. 5 zu sehen ist, derart dass das von den Leuchtdioden 6 abgestrahlte Licht zur Beleuchtung der Funktionssymbole 9 und/oder der Funktionsanzeigen 10 geführt ist. Anhand der Fig. 3 erkennt man weiter, dass die Betätigungsfläche 3 aus einer Blende 24, die die eigentliche Bedienoberfläche für den Benutzer darstellt, einem Blendenträger 25 sowie einem weiteren Trägerteil 39 besteht.
Das manuelle Einwirken des Fingers 11 auf die Betätigungsfläche 3 wird mittels eines Sensors detektiert. Hierzu ist in und/oder an der Betätigungsfläche 3 eine elektrisch leitfahige Folie 12 angeordnet, mit deren Hilfe mittels Anlegen einer elektrischen Spannung ein elektrisches Feld im Bereich der Betätigungsfläche 3 erzeugt wird. Die
Betätigungsfläche 3 wirkt mit dem Sensor 12 derart zusammen, dass der Sensor 12 bei Annäherung des Elements 11 an die Betätigungsfläche 3 ein Signal erzeugt, indem die Veränderung des elektrischen Feldes durch die Annäherung des Fingers 11, insbesondere die kapazitive Veränderung, ausgewertet wird.
Wie man weiter der Fig. 3 entnimmt, besitzt die Folie 12 einzelne, voneinander elektrisch isolierte Leitbereiche 13. Die Folie 12 ist so angeordnet, dass jedem Bereich 2 an der Betätigungsfläche 3 ein solcher Leitbereich 13 zugeordnet ist. Durch Auswertung der Veränderung des elektrischen Feldes für einen einzelnen Leitbereich 13 lässt sich zudem die Berührung der Betätigungsfläche 3 mittels des Fingers 11 detektieren, und zwar anhand des jeweiligen Leitbereichs 13 die Berührung des jeweiligen Schaltelements 2. Die
Betätigungsfläche 3 wirkt mit dem Sensor 13 derart zusammen, dass der Sensor 13 bei Berührung des entsprechenden Bereichs 2 der Betätigungsfläche 3 mittels des Elements 11 ein Signal erzeugt, indem die Veränderung des elektrischen Feldes für den Leitbereich 13 durch die Berührung des Fingers 11 , insbesondere die kapazitive Veränderung, ausgewertet wird.
Anhand der Fig. 3 erkennt man, dass die elektrisch leitfahige Folie 12 durch Einlegen zwischen dem Blendenträger 25 und dem Trägerteil 39 im Gehäuse 4 befestigt ist.
Selbstverständlich kann die elektrisch leitfahige Folie 12 auch durch Kleben an den Blendenträger 25, durch Umspritzen und/oder Hinterspritzen der elektrisch leitfähigen Folie 12 mittels des Blendenträgers 25 o. dgl. befestigt sein, was jedoch nicht weiter gezeigt ist. Die Blende 24 besteht zumindest im Sichtbereich bzw. an der Bedienoberfläche aus elektrisch schlecht oder elektrisch nicht leitendem Werkstoff. Die elektrisch leitfähige Folie 12 ist mittels eines Verbindungsteils 51 über eine Steckerbuchse 50, einen Stecker oder einer sonstigen zweckmäßig gewählten Kontaktverbindung auf der Leiterplatte 5 elektrisch kontaktiert, wie man in Fig. 6 sieht. Bei Bedarf kann das Bedienfeld 1 ein in Fig. 4 gezeigtes Display 52 aufweisen.
Die elektrisch leitfähige Folie 12 ist für Licht im für das menschliche Auge sichtbaren Bereich im wesentlichen transparent, um eine gute Ausleuchtung der Funktionssymbole 9 und/oder der Funktionsanzeigen 10 zu gewährleisten. Ebenso ist der Blendenträger 25 für sichtbares Licht im wesentlichen transparent. Das Trägerteil 39 hingegen ist für sichtbares Licht im wesentlichen undurchlässig, um Streustrahlung in die nicht zu beleuchtenden Bereiche an der Blende 24 zu verhindern, Falls notwendig kann die elektrisch leitfähige Folie 12 und/oder der Blendenträger 25 auch für sonstige Strahlung, beispielsweise für Infrarot-Strahlung, durchlässig sein.
Wie weiter anhand der Fig. 2 zu erkennen ist, steht ein magnetisiertes Element 14 mit der Betätigungsfläche 3 in Wirkverbindung. Hierfür ist gemäß Fig. 7 der Magnet 14 an der dem Inneren des Gehäuses 4 zugewandten Seite der Betätigungsfläche 3 an einem als Halter 47 dienenden Betätiger angeordnet, wobei der Betätiger 47 wiederum Bestandteil des
Trägerteils 39 ist. Dem Magnet 14 ist ein Hallsensor 15 zugeordnet, der sich auf der Leiterplatte 5 im Gehäuse 4 befindet. Bei Druckeinwirkung mittels des Fingers 11 auf die Betätigungsfläche 3 biegt sich die Betätigungsfläche 3 geringfügig durch, so dass der Magnet 14 dementsprechend bewegt wird, wozu das Trägerteil 39 mittels eines elastischen Lagers 53 am Reflektor 26 angeordnet ist. Diese in Fig. 8 mit dem Pfeil 54 dargestellte Bewegung des Magneten 14, die korrespondierend zur Bewegung der Betätigungsfläche 3 ist, wird mittels des Hallsensors 15 detektiert. Somit wirkt die Betätigungsfläche 3 mit dem Sensor 15 derart zusammen, dass der Sensor 15 bei Druckeinwirkung mittels des Elements 11 auf die Betätigungsfläche 3 ein Signal erzeugt, indem die Veränderung des magnetischen Feldes durch den Magneten 14 ausgewertet wird. Die in Fig. 3 gezeigte Betätigungsfläche 3 bzw. das Trägerteil 39 ist mit Magneten 14 bestückt, deren Anzahl designabhängig korrespondierend zur Anzahl der Schaltelemente 2 gewählt ist. Alternativ kann die Betätigungsfläche 3 auch an sich magnetisch ausgebildet sein. Anhand der Fig. 8 ergibt sich die Funktion des Schaltelements 2. Die Wegänderung, die sich durch die Betätigung der Oberfläche der Betätigungsfläche 3 durch den Bediener ergibt, wird mittels einer Auswerteelektronik erfasst und als Betätigung ausgewertet. Der Hallsensor 15 dient somit zur Druckerfassung für die Betätigungsfläche 3. Die Vorteile dieses Systems bestehen in:
SMD-Bestückung des Hallsensors 15 ist möglich.
- Kleinste Wegänderungen (unter 0,01 mm) der Betätigungsfläche 3 werden sicher erfasst. Ein Bedienfeld 1 mit„Nullweg" ist möglich. Die Empfindlichkeit ist einstellbar.
- Da kein mechanischer Kontakt zwischen den Bauteilen stattfindet, wird der Einfluss von Toleranzen in Z-Richtung (Betätigungsrichtung) stark minimiert.
- Kein mechanischer Verschleiß.
Ergänzend oder an Stelle des Hallsensors 15 kann auch ein Dehnungsmessstreifen 55 als Sensor Verwendung finden, auf den die Durchbiegung der Betätigungsfläche 3 verformend einwirkt, wie in Fig. 9 zu sehen ist. Der Dehnungsmessstreifen 55 steht wiederum mit der Betätigungsfläche 3 in Wirkverbindung, derart dass die Einwirkung des Elements 11 auf die Betätigungsfläche 3 eine Verformung des Dehnungsmessstreifens 55 bewirkt. Diese Verformung des Dehnungsmessstreifens 55 bewirkt eine Veränderung von dessen elektrischen Widerstand. Die Veränderung des elektrischen Widerstands wird dann wiederum für die Erzeugung des Signals ausgewertet.
Wie in Fig. 10 zu sehen ist, ist ein Betätiger 56 an der Betätigungsfläche 3 angeordnet. Wird nun mittels des Elements 11 eine Kraft 57 auf die Betätigungsfläche 3 ausgeübt, so wird diese Einwirkung auf die Betätigungsfläche 3 mittels des Betätigers 56 auf ein Federelement 58 übertragen. Der Dehnungsmessstreifen 55 ist an dem Federelement 58 befestigt, beispielsweise am Federelement 58 aufgeklebt. Aufgrund der Einwirkung der Druckkraft 57 wird somit das Federelement 58 mitsamt dem Dehnungsmessstreifen 55 entsprechend verformt.
Wie man weiter anhand von Fig. 10 erkennt, ist das Federelement 58 als ein elastisch federnder Bereich an einem Hohlkörperteil 59 befindlich. Der Dehnungsmessstreifen 55 ist im Inneren des Hohlkörperteils 59 am federnden Bereich 58 angebracht und damit vor schädlichen Einflüssen geschützt. Die Druckkraft 57 wird also mittels des Betätigers 56 auf den federnden Bereich 58 des Hohlkörperteils 59 und vom federnden Bereich 58 wiederum auf den Dehnungsmessstreifen 55 übertragen. Das Hohlkörperteil 59 ist schließlich auf der im Gehäuse 4 befindlichen Leiterplatte 5 angeordnet.
Das von den Sensoren 12, 13, 15, 55 erzeugte Signal lässt sich entsprechend auswerten und dient dann zum Schalten und/oder Auslösen der jeweiligen Funktion im Kraftfahrzeug in der Art eines Schaltsignals. Wenigstens eines der von den Sensoren 12, 13, 15, 55 erzeugten Signale und/oder ein weiteres aufgrund der Auswertung der von den Sensoren 12, 13, 15, 55 erzeugten Signale kann weiterhin die Erzeugung einer Haptik und/oder Akustik für das Schaltbedienfeld 1 veranlassen. Hierfür ist ein Haptik- und/oder Akustik-erzeugendes Element 7 (siehe Fig. 11) vorgesehen, welches mit der Betätigungsfläche 3 in
Wirkverbindung steht. Das entsprechende Signal kann nun einen Aktor 8 zur Betätigung des Haptik- und/oder Akustik-erzeugenden Elements 7 ansteuern.
Wie man in Fig. 11 sieht, handelt es sich bei dem Aktor 8 um einen Elektromagneten. Der Elektromagnet 8 besitzt eine Spule 16 sowie einen in der Spule 16 beweglich gelagerten, mit einer Feder 48 beaufschlagten Anker 17. Wird nun der Aktor 8 angesteuert, so erfolgt eine entsprechende Bestromung der Spule 16 des Elektromagneten 8, wodurch wiederum der Anker 17 des Elektromagneten 8 bewegt wird. Der bewegte Anker 17 schlägt dabei auf das blattfederartig ausgestaltete Haptik- und/oder Akustik-erzeugende Element 7 auf. Aufgrund des Aufschlags wird zum einen vom Haptik- und/oder Akustik-erzeugenden Element 7 ein Geräusch in der Art eines Klicken erzeugt, welches dem Benutzer das Schalten des
Schaltelements 2 signalisiert. Zum anderen wird die Aufschlagbewegung des Ankers 17 vom Haptik- und/oder Akustik-erzeugenden Element 7 über einen an der Innenseite der Betätigungsfläche 3 angeordneten Stößel 18 auf die Betätigungsfläche 3 übertragen, was wiederum vom Finger 11 des Benutzers als haptische Rückmeldung für das Schalten des Schaltelements 2 gefühlt wird.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie umfasst vielmehr auch alle fachmännischen Weiterbildungen im Rahmen der durch die Patentansprüche definierten Erfindung. So kann das erfindungsgemäße Schaltbedienfeld nicht nur in Bedienfeldern für Kraftfahrzeuge sondern auch in
Bedienfeldern an Hausgeräten, Audiogeräten, Videogeräten, Telekommunikationsgeräten o. dgl. Verwendung finden.
Bezugszeichen-Liste: : Schaltbedienfeld / Bedienfeld
: Bereich / Schaltelement
: Betätigungsfläche
: Gehäuse
: Leiterplatte
: elektrisches/elektronisches Bauteil / Leuchtdiode : Haptik- und/oder Akustik-erzeugendes Element : Aktor / Elektromagnet / Hubmagnet
: Funktionssymbol
0: Funktionsanzeige
1: Element / Finger
2: (elektrisch leitfähige) Folie / Sensor
3: Leitbereich / Sensor
4: Magnet / magnetisiertes Element
5: Hallsensor / Sensor
6 : Spule (von Elektromagnet)
7 : Anker (von Elektromagnet)
8: Stößel
4: Blende
5: Blendenträger
6: Reflektor
7: Lichtleiter (für Funktionssymbol)
8: Lichtleiter (für Funktionsanzeige)
9: Trägerteil
7: Halter / Betätiger
8: Feder
0: Steckerbuchse
1 : Verbindungsteil
2: Display
3: (elastisches) Lager Pfeil
Dehnungsmessstreifen / Sensor
Betätiger
Kraft / Druckkraft
Federelement / federnder Bereich
Hohlkörperteil

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e :
1. Schaltbedienfeld, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer Betätigungsfläche (3) zur manuellen Einwirkung mittels eines Elements (11), wobei es sich insbesondere bei dem Element (11) um den Finger einer menschlichen Hand handelt, mit einem mit der
Betätigungsfläche (3) derart zusammenwirkenden Sensor, dass der Sensor bei Annäherung des Elements (11) an die Betätigungsfläche (3) und/oder bei Berührung der
Betätigungsfläche (3) mittels des Elements (11) und/oder bei Druckeinwirkung mittels des Elements (11) auf die Betätigungsfläche (3) ein Signal erzeugt, und dass das Signal zum Schalten und/oder Auslösen einer Funktion in der Art eines Schaltsignals dient, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsfläche (3) eine im wesentlichen geschlossene
Oberfläche bildet.
2. Schaltbedienfeld nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor aus einem Hallsensor (15) besteht, dass vorzugsweise ein magnetisiertes Element (14) mit der Betätigungsfläche (3) in Wirkverbindung steht, derart dass das magnetisierte Element (14) korrespondierend zu einer Bewegung der Betätigungsfläche (3) bewegbar ist, und dass weiter vorzugsweise die Änderung des magnetischen Feldes am Hallsensor (15) bei
Bewegung des magnetisierten Elements (14) zur Erzeugung des Signals ausgewertet wird.
3. Schaltbedienfeld nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das
Schaltbedienfeld (1) ein Gehäuse (4) zur Aufnahme der Betätigungsfläche (3) aufweist, insbesondere derart dass die Betätigungsfläche (3) eine im wesentlichen geschlossene Oberfläche am Gehäuse (4) bildet, dass vorzugsweise die Betätigungsfläche (3) eine Blende (24), gegebenenfalls einen Blendenträger (25) sowie ein Trägerteil (39) umfasst, und dass weiter vorzugsweise der Hallsensor (15) auf einer im Gehäuse (4) befindlichen Leiterplatte (5) angeordnet ist.
4. Schaltbedienfeld nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Betätiger (47) an der Betätigungsfläche (3) angeordnet ist, dass vorzugsweise der Betätiger (47) am Trägerteil (39) befindlich ist, und dass weiter vorzugsweise an der der Betätigungsfläche (3) abgewandten Seite des Betätigers (47) das magnetisierte Element (14) angeordnet ist.
5. Schaltbedienfeld nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor aus einem Dehnungsmessstreifen (55) besteht, dass vorzugsweise der Sensor (55) derart mit der Betätigungsfläche (3) in Wirkverbindung steht, dass die Einwirkung des Elements (11) auf die Betätigungsfläche (3) eine Verformung des Dehnungsmessstreifens (55) bewirkt, und dass weiter vorzugsweise die durch die Verformung im
Dehnungsmessstreifen (55) bewirkte Veränderung des elektrischen Widerstands zur Erzeugung des Signals ausgewertet wird.
6. Schaltelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Dehnungsmessstreifen (55) an einem Federelement (58) befestigt ist, insbesondere am Federelement (58) aufgeklebt ist, derart dass das Federelement (58) mitsamt dem
Dehnungsmessstreifen (55) durch die Einwirkung auf die Betätigungsfläche (3) verformt wird, und dass vorzugsweise das Federelement (58) als ein elastisch federnder Bereich an einem Hohlkörperteil (59) befindlich ist.
7. Schaltelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltbedienfeld (1) ein Gehäuse (4) zur Aufnahme der Betätigungsfläche (3) aufweist, insbesondere derart dass die Betätigungsfläche (3) eine im wesentlichen geschlossene Oberfläche am Gehäuse (4) bildet, dass vorzugsweise ein Betätiger (56) an der
Betätigungsfläche (3) angeordnet ist, derart dass die Einwirkung auf die Betätigungsfläche (3) mittels des Betätigers (56) auf das Federelement (58), insbesondere auf den federnden Bereich (58) des Hohlkörperteils (59), übertragen wird, und dass weiter vorzugsweise das Hohlkörperteil (59) auf einer im Gehäuse (4) befindlichen Leiterplatte (5) angeordnet ist.
8. Schaltbedienfeld nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor eine elektrisch leitfähige Folie (12) aufweist, dass vorzugsweise die elektrisch leitfähige Folie (12) in und/oder an der Betätigungsfläche (3) angeordnet ist, derart dass durch Anlegen einer elektrischen Spannung ein elektrisches Feld im Bereich der
Betätigungsfläche (3) erzeugbar ist, und dass weiter vorzugsweise die durch die Einwirkung des Elements (11) auf die Betätigungsfläche (3) hervorgerufene Veränderung des elektrischen Feldes, insbesondere dessen kapazitive Veränderung, zur Erzeugung des Signals ausgewertet wird.
9. Schaltbedienfeld nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsfläche (3) wenigstens zwei Bereiche (2) in der Art von Schaltelementen aufweist, dass vorzugsweise die elektrisch leitfähige Folie (12) wenigstens zwei voneinander elektrisch isolierte Leitbereiche (13) aufweist, und dass weiter vorzugsweise die elektrisch leitfähige Folie (12) derart angeordnet ist, dass jedem Bereich (2) an der Betätigungsfläche (3) ein Leitbereich (13) zugeordnet ist.
10. Schaltbedienfeld nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltbedienfeld (1) ein Gehäuse (4) zur Aufnahme der Betätigungsfläche (3) aufweist, insbesondere derart dass die Betätigungsfläche (3) eine im wesentlichen geschlossene Oberfläche am Gehäuse (4) bildet, dass vorzugsweise im Gehäuse (4) Leuchtdioden (6), die insbesondere auf einer Leiterplatte (5) angeordnet sind, zur Beleuchtung der
Betätigungsfläche (3) befindlich sind, dass weiter vorzugsweise ein Reflektor (26) zur Halterung der Leiterplatte (5) im Gehäuse angeordnet ist, und dass noch weiter
vorzugsweise Lichtleiter (37, 38) von den Leuchtdioden (6) zur Betätigungsfläche (3) führen.
11. Schaltbedienfeld nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsfläche (3) eine Blende (24), gegebenenfalls einen Blendenträger (25) sowie ein Trägerteil (39) umfasst, dass vorzugsweise die elektrisch leitfähige Folie (12) durch Einlegen zwischen dem Blendenträger (25) und dem Trägerteil (39), durch Kleben an den Blendenträger (25), durch Umspritzen und oder Hinterspritzen mittels des Blendenträgers (25) o. dgl. befestigt ist, und dass weiter vorzugsweise die elektrisch leitfähige Folie (12) mittels eines Steckers, einer Steckerbuchse (50) o. dgl. auf der Leiterplatte (5) elektrisch kontaktiert ist.
12. Schaltbedienfeld nach einem der Ansprüche 1 bis 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitfähige Folie (12) für Licht im für das menschliche Auge sichtbaren Bereich im wesentlichen transparent ist, dass vorzugsweise der Blendenträger (25) für sichtbares Licht im wesentlichen transparent ist, und dass weiter vorzugsweise das Trägerteil (3) für sichtbares Licht im wesentlichen undurchlässig ist.
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