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WO2006010513A1 - Drehsteller - Google Patents

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Publication number
WO2006010513A1
WO2006010513A1 PCT/EP2005/007782 EP2005007782W WO2006010513A1 WO 2006010513 A1 WO2006010513 A1 WO 2006010513A1 EP 2005007782 W EP2005007782 W EP 2005007782W WO 2006010513 A1 WO2006010513 A1 WO 2006010513A1
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WO
WIPO (PCT)
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turntable
element according
operating element
bearing block
bearing
Prior art date
Application number
PCT/EP2005/007782
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English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Martin
Original Assignee
Preh Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Preh Gmbh filed Critical Preh Gmbh
Publication of WO2006010513A1 publication Critical patent/WO2006010513A1/de

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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G1/00—Controlling members, e.g. knobs or handles; Assemblies or arrangements thereof; Indicating position of controlling members
    • G05G1/01—Arrangements of two or more controlling members with respect to one another
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B60K35/10—Input arrangements, i.e. from user to vehicle, associated with vehicle functions or specially adapted therefor
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G1/00—Controlling members, e.g. knobs or handles; Assemblies or arrangements thereof; Indicating position of controlling members
    • G05G1/08—Controlling members for hand actuation by rotary movement, e.g. hand wheels
    • G05G1/10—Details, e.g. of discs, knobs, wheels or handles
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G5/00—Means for preventing, limiting or returning the movements of parts of a control mechanism, e.g. locking controlling member
    • G05G5/06—Means for preventing, limiting or returning the movements of parts of a control mechanism, e.g. locking controlling member for holding members in one or a limited number of definite positions only
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K2360/00—Indexing scheme associated with groups B60K35/00 or B60K37/00 relating to details of instruments or dashboards
    • B60K2360/126—Rotatable input devices for instruments
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H19/00—Switches operated by an operating part which is rotatable about a longitudinal axis thereof and which is acted upon directly by a solid body external to the switch, e.g. by a hand
    • H01H19/02—Details
    • H01H19/10—Movable parts; Contacts mounted thereon
    • H01H19/14—Operating parts, e.g. turn knob
    • H01H2019/143—Operating parts, e.g. turn knob having at least two concentric turn knobs

Definitions

  • the invention relates to an operating element for control units in motor vehicles with a rotary disk mounted in balls with a fixed inner part and a means for Er ⁇ witnesses a rest.
  • a large number of operating functions are to be set in motor vehicles today, with a trend being directed to carrying out this multiplicity of operating functions by means of a single turntable in order to set parameters or to select between different options in accordance with a respective selected operating function. If such turntables are freely rotatable in both directions, an optical feedback on the set parameter or the set possibility is necessary both when setting parameters and when selecting predetermined possibilities.
  • it is known to produce a plurality of light, on the knob sensba ⁇ ren snap clicks. The user thus receives a haptic feedback.
  • a corresponding turntable for an operating element is known from DE 198 24 149 A1. It is described a turntable in which an effective in both directions pawl cooperates with ratchet teeth of a toothed disc. The pawl is thereby displaced by an actuator from its release position into a blocking position in which it is held elastically with different spring forces or immovable, in order to effect differently tactile clicks on the rotary knob. The actuator interacts directly with the ratchet teeth of the toothed disc.
  • the turntable which is referred to here as a knob, receives its latching clicks on guide curves, which produce in cooperation with the balls of the bearing up and down movement and by means of which the operator experiences a haptic feedback.
  • the invention is based on the object to develop an operating element for control devices in Kraftfahr ⁇ witness that is extremely smooth, has a uniform rest over the entire range of rotation, constructed with structurally simple means and therefore ko ⁇ sten organ is to produce by A high-quality appearance distinguishes and combines a high number of functions in itself.
  • this object is achieved in that a further, annular, outer turntable is arranged around an inner turntable designed with a stationary inner part. Due to the inventive design of the control element, the possibility is now created to combine a large number of functions in one control element. In particular, when using the control element for a high number of functions, the bringing together of two superimposed or umeinan ⁇ arranged turntable for the operator of advantage, since with a handle directly more functions and settings can be made. There is no need to search for another control element in the dashboard, the center console or any other operating area.
  • the use of a bearing offers a high degree of functional reliability, since the rotational movements of a control element in a motor vehicle relate to the design of a standardized bearing only minimal demands on the life of the bearing.
  • the bearing offers the advantage that the outer and inner turntable are extremely easy to operate due to the bearing.
  • FIG. 1 shows the isometric representation of an opened operating element in a front view
  • Figure 2 is an isometric view of a control in a rear view and Figure 3 is an isometric view of a control in an assembled embodiment.
  • FIG. 1 shows a three-dimensional view of an operating element 1 in the open state.
  • the operating element 1 consists essentially of the outer annular turntable 2, the central bearing block 3, the inner detent sleeve 4, the äuße ⁇ Ren spring element 5, the outer bearing 6, the inner spring element 7 and the inner bearing 8.
  • the central bearing block. 3 has an outer edge 9 and an inner cylindrical extension 10.
  • the central bearing block 3 carries both the outer bearing 6 and the inner bearing 8.
  • the outer turntable 2 as well as the inner detent sleeve 4 is attached ,
  • the outer bearing 6 is fixed on the outer periphery of the bearing block 3. On the outer circumference 11 of the outer bearing 6, in turn, the outer turntable 2 is seated.
  • the outer peripheral surface 11 is profiled in some regions. In this,sbei ⁇ game, the outer peripheral surface 11 of the bearing block 3 has a wavy contour. In this wavy contour of the circumferential surface 11 engages the outer spring element 5 a.
  • the outer spring element 5 is arranged between the wave profile and the outer turntable 2, specifically in such a way that the outer spring element 5 is connected in a rotationally fixed manner to the outer turntable 2.
  • the outer detent spring 5 is fastened to the bearing block 3 and the detent profile is located on the turntable 2 itself.
  • an additional part made of a plastic would be fastened to the turntable with a detent profile.
  • the outer turntable 2 thus generates during the twisting by means of the outer spring 5 in cooperation with the profiled peripheral surface 11 a surface profile 11 corresponding haptics. It is self-evident that the interpretation of the surface profile 11 in combination with a corresponding outer spring, the feel of the outer turntable 2 is adjustable and changeable.
  • an outer bearing 6 in the form of a ball, roller, cylinder, needle or plain bearing ensures that an extremely good guidance of the outer turntable is ge guaranteed and at the same time ensures that the operating element to the specifications the automotive industry corresponding lifetime is maintained. Rather, it is rather the case that the rotational movements on the turntable 2 do not reach the service life of the bearing, wherein, moreover, only minimal loads act on the bearing 6.
  • a standardized bearing which is expressly pointed out that not only the enumerated types of bearings are used, but that any kind of bearing can be used, on the one hand a cost-effective production can be realized and on the other hand is a uniform rest over the entire Rotation range of the Drehstel ⁇ lers 2 guaranteed.
  • the bearing block 3 Aus ⁇ recesses 13 in which the inner spring element 7 is received and held.
  • the inner spring element 7 works with the inner Rasthüise 4 together.
  • the inner detent sleeve 4 is rotationally connected to the inner turntable 14 or optionally also integrally connected to the inner turntable 14 and rotatably mounted on the bearing block 3 by means of the in ⁇ neren bearing 8.
  • On the outer surface of the locking sleeve 4, a wave-shaped profile 15 is also applied, wherein the wave-shaped profile 15 is formed integrally ein ⁇ with the latching sleeve 4.
  • the inner spring 7 in turn interacts with the wave-shaped profile 15 and generates the catch for the inner turntable 14.
  • the inner bearing 8 carries on the one hand the detent sleeve 4 and on the other hand fixed on the cylindrical extension 10 of the bearing block 3. The selection and use of a bearing 8 corresponds to that of the outer bearing 6.
  • the cylindrical extension 10 is hollow and open throughout.
  • the opening 16 can be used for a very wide variety of applications and components.
  • fixed inner part through the opening 16 through back to shine.
  • a combination of backlit button with or without light guide is conceivable.
  • the display of a freely programmable symbol with appropriate Licht ⁇ guide elements in this control can be used. So, depending on the selected function for the operating element and the two turntables 2, 14 a different symbolism on the fixed inner part of the inner turntable 14 are displayed.
  • Hall sensors are arranged on the circuit board.
  • a direction of rotation detection is always feasible.
  • Hall sensors on a printed circuit board can determine the direction of rotation and position recognition on the latching sleeve 4.
  • the latching sleeve 4 also has a magnetizable region 20 at its lower end. This magnetizable region then works together as in the magnetizable region 17 of the outer rotary actuator 2 with correspondingly arranged Hall sensors. It should be noted here that several circuit boards can be used behind the turntables.
  • a magnetic or optical position detection can also be integrated into the operating element 1 and used for the evaluation of the position detection.
  • a combined system of toothed wheel and detent element is set, wherein an incremental encoder or a potentiometer is driven via the toothed wheel and a switching pulse is generated by means of the detent element in combination with a pushbutton.
  • a toothing would be arranged in this case at the lower end of the turntable 2, which forms the gear and which acts directly on an incremental encoder or a potentiometer.
  • the Hall sensors are replaced by SMD photoelectric sensors and the region 17 and 20 corresponding to un ⁇ divided into reflective and non-reflective areas.
  • the turntable areas that extend in the manner of a rake between the transmitter and a receiver of a light barrier.
  • a stepper motor it is conceivable to generate the position recognition and the haptic feedback by means of a stepper motor.
  • the detent springs 5, 7, the wave-shaped profile 11, 15, the Hall sensor and the magnetizable region 17, 20 would be omitted.
  • a toothing is attached to the outer peripheral surface of the turntable 2 and driven by a pinion a stepper motor. During rotation of the turntable 2 then the position and direction of rotation of the stepper motor can be removed.
  • the haptic behavior of the operating element can also be controlled via the stepping motor. Depending on the control of the stepping motor, a more or less strong resistance on the turntable 2, 21 is generated.
  • FIG. 3 A three-dimensional view of an inventive operating element 1 is shown in Figure 3.
  • the magnetizable region 17 which is made for example of a polarizable plastic and integrally formed on the outer turntable 2 or made of a metallic material
  • the inner turntable 14 with the fixed inner part 21 and between the outer Turntable 2 and the inner turntable 14 arranged Abdeckblende 22.
  • the fixed inner part 21 may be a one- or multi-part button or a fixed area with freely programmable symbols.
  • the light elements 22 thereby form one behind the other arranged a light chain, by means of which, for example, the stages of a fan or the volume of a radio is visually displayed.
  • the light chain 23 is in this case only partially shown, it is of course of course possible Licht ⁇ chain 23 over the entire region of the cover 22 to extend. It is equally conceivable to image a combination of light elements 23 and light elements as a symbol on the cover panel 22.
  • the light elements 23 are backlit or illuminated by means of a light guide and one or more light sources, for example LEDs, which are arranged on the printed circuit board, not shown. It is of course also adjustable to pass the light guide through the cover plate 22 and represent immediately visible in the cover.
  • the turntables 2, 14 are produced from a metallic and / or a metalizable and / or metallic material.
  • the metallic surface on the one hand supports the feel and on the other hand is very durable.
  • Metallisierba ⁇ ren and / or metallic acting materials the advantage of a lower weight compared to a metallic material is given.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bedienelement (1) für Steuergeräte in Kraftfahrzeugen mit einem in Kugeln (6, 8) gelagerten Drehsteller (2, 14) mit einem feststehenden Innenteil (21) und einem Mittel (5, 7) zum Erzeugen einer Rast, wobei um einen inneren, mit einem feststehenden Innenteil (21) ausgeführten Drehsteller (14) ein weiterer ringförmiger äußerer Drehsteller (2) angeordnet ist.

Description

B E S C H R E I B U N G
Drehsteller
Die Erfindung betrifft ein Bedienelement für Steuergeräte in Kraftfahrzeugen mit einem in Kugeln gelagerten Drehsteller mit einem feststehenden Innenteil und einem Mittel zum Er¬ zeugen einer Rast.
In Kraftfahrzeugen sind heutzutage eine Vielzahl von Bedienfunktionen einzustellen, wobei ein Trend dahingehend gerichtet ist, diese Vielzahl von Bedienfunktionen mittels eines einzi¬ gen Drehstellers vorzunehmen, um entsprechend einer jeweils ausgewählten Bedienfunktion Parameter einzustellen oder zwischen verschiedenen Möglichkeiten auszuwählen. Sind der¬ artige Drehsteller in beiden Richtungen frei drehbar, so ist sowohl beim Einstellen von Para¬ metern als auch beim Auswählen von vorgegebenen Möglichkeiten eine optische Rückmel- düng über den eingestellten Parameter beziehungsweise die eingestellte Möglichkeit erfor¬ derlich. Um hierbei dem Benutzer zumindest ein Gefühl für das Drehen am Drehsteller des Drehknopfes zu vermitteln, ist es bekannt, eine Vielzahl von leichten, am Drehknopf fühlba¬ ren Rastklicks zu erzeugen. Der Benutzer erhält somit eine haptische Rückmeldung.
Ein entsprechender Drehsteller für ein Bedienelement ist aus der DE 198 24 149 A1 be¬ kannt. Es ist ein Drehsteller beschrieben, bei dem eine in beiden Drehrichtungen wirksame Klinke mit Rastzähnen einer Zahnscheibe zusammenwirkt. Die Klinke wird dabei von einem Stellglied aus ihrer Freigabestellung in eine Sperrstellung verschoben, in der sie elastisch mit unterschiedlichen Federkräften oder unbeweglich gehalten wird, um am Drehknopf unter- schiedlich stark fühlbare Rastklicks zu bewirken. Dabei wirkt das Stellglied unmittelbar mit den Rastzähnen der Zahnscheibe zusammen.
Ein weiteres Bedienelement für Steuergeräte in Kraftfahrzeugen mit einem Gehäuse und einem Drehknopf, der über eine Drehachse Steuerfunktionen einstellt und einem Rastwerk zur Vorgabe von den Symbolen zugeordneten Raststellungen des Drehknopfes ist in der DE 195 17 781 C2 beschrieben. Hierbei arbeitet das Rastelement mit einer am Gehäuse befe¬ stigten Rastkulisse zusammen und ist einstückig an den Drehknopf angeformt. Mittels eines Steckers, der in das Steuerglied hineinreicht, kann das Steuerglied betätigt werden, wobei das Steuerglied in einem Gleitlager gehalten ist.
Ein Betätigungselement mit einem Drehsteller und einem feststehenden Innenteil, das im Gehäuse in Kugeln gelagert ist, ist in der DE 102 34 512 A1 beschrieben. Der Drehsteller, der hier als Drehknopf bezeichnet ist, erhält seine Rastklicks über Führungskurven, die in Zusammenwirkung mit den Kugeln der Lagerung eine Auf- und Abbewegung erzeugen und mittels der der Bediener eine haptische Rückmeldung erfährt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Bedienelement für Steuergeräte in Kraftfahr¬ zeugen zu entwickeln, dass äußerst leichtgängig ist, eine gleichmäßige Rast über den ge¬ samten Drehbereich aufweist, mit konstruktiv einfachen Mitteln aufgebaut und deshalb ko¬ stengünstig herzustellen ist, sich durch ein hochwertiges Erscheinungsbild auszeichnet und eine hohe Anzahl von Funktionen in sich vereint.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass um einen inneren, mit einem feststehenden Innenteil ausgeführten Drehsteller ein weiterer ringförmiger, äußerer Dreh¬ steller angeordnet ist. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Bedienelementes ist nun die Möglichkeit geschaffen, eine hohe Anzahl von Funktionen in einem Bedienelement zu vereinen. Insbesondere bei der Verwendung des Bedienelementes für eine hohe Anzahl von Funktionen ist das Zusammenbringen zweier übereinander beziehungsweise umeinan¬ der angeordneter Drehsteller für den Bediener von Vorteil, da mit einem Handgriff direkt mehrere Funktionen und Einstellungen vorgenommen werden können. Ein Suchen eines weiteren Bedienelementes im Armaturenbrett, der Mittelkonsole oder eines anderen Bedien- bereiches entfällt. Durch die Integration eines weiteren Drehstellers in den vorhandenen Drehsteller mit feststehendem innenteil, wobei hier darauf hingewiesen wird, dass sich das feststehende lediglich auf eine Drehbewegung bezieht, eine weiterreichende Funktion zum Beispiel in Form eines Tasters ist erfindungsgemäß vorstellbar, wird vorteiihafterweise auch Bauraum eingespart. Somit sind zwei Drehsteller in ein Gehäuse als ein Bedienelement her- stellbar und somit ist der erfindungsgemäße Vorteil gegeben, dass mit konstruktiv minimalen und einfachsten Mitteln ein kostengünstiger Drehsteller realisiert ist. Durch den erfindungs¬ gemäßen Einsatz eines Lagers auf einem zentralen Lagerbock wird eine gleichmäßige Rast über den gesamten Drehbereich realisiert. Vorstellbar ist es hierbei, dass der äußere Dreh¬ steller direkt auf ein Kugellager montiert wird. Der Einsatz eines standardisierten Massenarti- kels wirkt sich wiederum positiv auf die Herstellungskosten aus. Darüber hinaus bietet der Einsatz eines Lagers eine hohe Funktionssicherheit, da die Drehbewegungen eines Be¬ dienelementes in einem Kraftfahrzeug in Bezug auf die Auslegung eines normierten Lagers nur minimale Anforderungen an die Lebensdauer des Lagers stellt. Darüber hinaus bietet das Lager den Vorteil, dass der äußere wie auch innere Drehsteller durch die Lagerung äu¬ ßerst leichtgängig zu bedienen sind.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und an Figuren erläutert.
Es zeigt
Figur 1 die isometrische Darstellung eines geöffneten Bedienelementes in einer Vorder- ansieht,
Figur 2 die isometrische Darstellung eines Bedienelementes in einer Rückansicht und Figur 3 die isometrische Darstellung eines Bedienelementes in einem zusammengebauten Ausführungsbeispiel.
In der Figur 1 ist eine dreidimensionale Ansicht auf ein Bedienelement 1 im geöffneten Zu¬ stand dargestellt. Das Bedienelement 1 besteht dabei im Wesentlichen aus dem äußeren ringförmigen Drehsteller 2, dem zentralen Lagerbock 3, der inneren Rasthülse 4, dem äuße¬ ren Federelement 5, dem äußeren Lager 6, dem inneren Federelement 7 sowie dem inneren Lager 8. Der zentrale Lagerbock 3 besitzt einen äußeren Rand 9 und eine innere zylinder- förmige Verlängerung 10. Dabei trägt der zentrale Lagerbock 3 sowohl das äußere Lager 6 auch das innere Lager 8. Auf die Lager 6, 8 ist einerseits der äußere Drehsteller 2 wie auch die innere Rasthülse 4 befestigt.
Das äußere Lager 6 ist auf dem äußeren Umfang des Lagerbocks 3 befestigt. Auf dem äu- ßeren Umfang 11 des äußeren Lagers 6 sitzt wiederum der äußere Drehsteller 2. Die äußere Umfangsoberfläche 11 ist bereichsweise profiliert ausgebildet. In diesem Ausführungsbei¬ spiel besitzt die äußere Umfangsoberfläche 11 des Lagerbocks 3 eine wellenförmige Kontur. In diese wellige Kontur der Umfangsoberfläche 11 greift das äußere Federelement 5 ein. Dabei ist das äußere Federelement 5 zwischen dem Wellenprofil und dem äußeren Dreh- steller 2 angeordnet und zwar in der Weise, dass das äußere Federelement 5 drehfest mit dem äußeren Drehsteller 2 verbunden ist. Denkbar ist erfindungsgemäß auch ein Aufbau bei dem die äußere Rastfeder 5 am Lagerbock 3 befestigt ist und sich das Rastprofil am Dreh¬ steller 2 selbst befindet. Bei einem metallischen Drehsteller würde dabei ein aus einem Kunststoff gefertigtes Zusatzteil mit einem Rastprofil am Drehsteller befestigt werden. Der äußere Drehsteller 2 erzeugt somit während des Verdrehens mittels der äußeren Feder 5 in Zusammenspiel mit der profilierten Umfangsoberfläche 11 eine dem Oberflächenprofil 11 entsprechende Haptik. Es ist dabei selbstverständlich, dass durch die Auslegung des Ober- flächenprofils 11 in Kombination mit einer entsprechenden äußeren Feder die Haptik des äußeren Drehstellers 2 einstellbar und veränderbar ist.
Der Einsatz eines äußeren Lagers 6 in Form eines Kugel-, Rollen-, Zylinder-, Nadel- oder Gleitlagers sorgt dabei dafür, dass eine äußerst gute Führung des äußeren Drehstellers ge¬ währleistet ist und stellt gleichzeitig sicher, dass für das Bedienelement eine den Vorgaben der Automobilindustrie entsprechende Lebensdauer einhaltbar ist. Es ist darüber hinaus vielmehr so, dass die Drehbewegungen am Drehsteller 2 die Lebensdauer des Lagers nicht erreichen, wobei darüber hinaus auch nur minimalste Belastungen auf das Lager 6 einwir- ken. Durch den Einsatz eines normierten Lagers, wobei hier ausdrücklich darauf hingewie¬ sen wird, dass nicht nur die aufgezählten Lagertypen einsetzbar sind, sondern das jegliche Art von Lager einsetzbar ist, kann einerseits eine kostengünstige Fertigung realisiert werden und andererseits ist eine gleichmäßige Rast über den gesamten Drehbereich des Drehstel¬ lers 2 gewährleistet.
Am inneren Rand 12 des äußeren Rands 9 des Lagerbocks 3 besitzt der Lagerbock 3 Aus¬ nehmungen 13 in der das innere Federelement 7 aufgenommen und gehalten ist. Das innere Federelement 7 arbeitet dabei mit der inneren Rasthüise 4 zusammen. Die innere Rasthülse 4 ist dabei verdrehfest mit dem inneren Drehsteller 14 verbunden oder wahlweise auch ein- stückig mit dem inneren Drehsteller 14 verbunden und auf dem Lagerbock 3 mittels des in¬ neren Lagers 8 drehbar gelagert. Auf der äußeren Oberfläche der Rasthülse 4 ist ebenfalls ein wellenförmiges Profil 15 aufgebracht, wobei das wellenförmige Profil 15 vornehmlich ein¬ stückig mit der Rasthülse 4 ausgebildet wird. Die innere Feder 7 wirkt wiederum mit dem wellenförmigen Profil 15 zusammen und erzeugt die Rast für den inneren Drehsteller 14. Das innere Lager 8 trägt einerseits die Rasthülse 4 und ist andererseits auf der zylinderförmigen Verlängerung 10 des Lagerbocks 3 befestigt. Die Auswahl und der Einsatz eines Lagers 8 entspricht dem des äußeren Lagers 6.
Die zylinderförmige Verlängerung 10 ist hohl und durchgängig geöffnet. Erfindungsgemäß kann die Öffnung 16 für unterschiedlichste Anwendungen und Bauteile Verwendung finden. So ist es vorstellbar, dass feststehende Innenteil durch die Öffnung 16 hindurch zu hinter¬ leuchten. Es ist ebenfalls vorstellbar, eine ein- oder mehrteilige Taste durch die Öffnung 16 hindurchzuführen und einen oder mehrere Taster, die auf einer hinter dem Bedienelement auf einer nicht dargestellten Leiterplatine angeordnet sind, zu betätigen. Es ist natürlich auch eine Kombination aus hinterleuchtbarem Taster mit oder ohne Lichtleiter vorstellbar. Darüber hinaus ist das Anzeigen einer frei programmierbaren Symbolik mit entsprechenden Licht¬ leitelementen in diesem Bedienelement einsetzbar. So kann je nach ausgewählter Funktion für das Bedienelement und die beiden Drehsteller 2, 14 eine unterschiedliche Symbolik auf dem feststehenden Innenteil des inneren Drehstellers 14 angezeigt werden.
Mittels der Lager 6, 8 und der Federelemente 5, 7 wird zum einen die Leichtgängigkeit und zum anderen mittels der Federelemente 5, 7 die Rast erzeugt. Zur Erkennung der Position des Drehstellers 2, 14 ist eine mechanische, optische oder magneto-resitive Positionserken¬ nung vorstellbar. Zur Darstellung der magneto-resistiven Positionserkennung ist in der Figur 2 ein Ausführungsbeispiel eines Bedienelementes 1 in einer dreidimensionalen Darstellung und von der Rückseite her dargestellt. Zu erkennen ist der zentrale Lagerbock 3, das äußere Lager 6 sowie der äußere Drehsteller 2. An den äußeren Drehsteller 2 ist in Richtung einer hinter dem Bedienelement 1 angeordneten, nicht dargestellten Leiterplatte ein magnetisier- barer Bereich 17 angebaut oder angeformt. Dieser magnetisierbare Bereich 17 besitzt nega¬ tiv 18 oder positiv 19 polarisierte Felder. Unterhalb dieser polarisierten Felder 18, 19 sind auf der Leiterplatte Hall-Sensoren angeordnet. Durch eine um 90° versetzte Anordnung minde- stens zweier Hall-Sensoren und einer Überdeckung von mindestens eineinhalb Feldern 18, 19 ist stets eine Drehrichtungserkennung realisierbar. Durch die Ausnehmungen 13 im La¬ gerbock 3 können wiederum Hall-Sensoren auf einer wiederum nicht dargestellten Leiter¬ platte die Drehrichtungs- und Positionserkennung an der Rasthülse 4 ermitteln. Dazu besitzt die Rasthülse 4 an ihrem unteren Ende ebenfalls einen magnetisierbaren Bereich 20. Diese magnetisierbare Bereich arbeitet dann wie bei dem magnetisierbaren Bereich 17 des äuße¬ ren Drehstellers 2 mit entsprechend angeordneten Hall-Sensoren zusammen. Anzumerken bleibt hier, dass auch mehrere Leiterplatten hinter den Drehstellern einsetzbar sind.
Neben dieser magneto-resitiven Positionserkennung ist auch eine magnetische oder opti- sehe Positionserkennung in das Bedienelement 1 integrierbar und für die Auswertung der Positionserkennung einsetzbar. Bei der mechanischen Positionserkennung wird anstelle des magnetisierbaren Bereichs 17 ein kombiniertes System aus Zahnrad und Rastelement ein¬ gesetzt, wobei über das Zahnrad ein Inkrementengeber oder ein Potentiometer angetrieben ist und mittels des Rastelementes in Kombination mit einem Taster ein Schaltimpuls erzeugt ist. Anstelle des magnetisierbaren Bereichs 17 würde in diesem Fall am unteren Ende des Drehstellers 2 eine Verzahnung angeordnet sein, die das Zahnrad bildet und die unmittelbar auf einen Inkrementengeber oder ein Potentiometer wirkt. Als Rastelement ist es vorstellbar ein Federelement 5, 7 einzusetzen, wobei an das Federelement 5, 7 ein Taster angeschlos¬ sen ist. Über die Verzahnung wäre somit eine Richtungserkennung in positiver oder negati- ver Richtung ermöglicht und über den Taster könnte die Anzahl der Impulse und somit der Verdrehweg ermittelt werden. Eine weitere Ausgestaltungsvariante ist die optische Posi¬ tionserkennung. Hierbei werden die Hall-Sensoren durch SMD-Lichtschranken ersetzt und der Bereich 17 und 20 entsprechend in reflektierende und nicht reflektierende Bereiche un¬ terteilt. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit an den Drehsteller Bereiche anzuformen, die nach Art eines Rechens zwischen den Sender und einen Empfänger einer Lichtschranke reichen. Auch wenn in der Beschreibung lediglich der untere Bereich des Drehstellers 2 be- schrieben ist, so ist es natürlich ebenfalls möglich, die Rasthülse 4 ebenfalls mit mechani¬ schen oder optischen Positionserkennungssystemen auszustatten.
In einer weiteren Ausgestaltungsvariante der Erfindung ist es vorstellbar, die Positionserken¬ nung und die haptische Rückmeldung durch einen Schrittmotor zu erzeugen. In diesem Fall würden die Rastfedern 5, 7, das wellenförmige Profil 11 , 15, der Hall-Sensor und der ma- gnetisierbare Bereich 17, 20 entfallen. Hierbei wird an die äußere Umfangsoberfläche des Drehstellers 2 eine Verzahnung angebracht und über ein Ritzel ein Schrittmotor angetrieben. Während des Verdrehens des Drehstellers 2 ist dann die Position und Drehrichtung dem Schrittmotor entnehmbar. Über den Schrittmotor ist dabei auch das haptische Verhalten des Bedienelementes steuerbar. Je nach Ansteuerung des Schrittmotors wird ein mehr oder weniger starker Widerstand am Drehsteller 2, 21 erzeugt. Es ist in dieser Ausgestaltungs¬ variante auch eine audio-visuelle Rückmeldung, die gegebenenfalls über die Lautsprecher der Audioanlage ausgegeben wird, möglich.
Eine dreidimensionale Ansicht auf ein erfindungsgemäß ausgeführtes Bedienelement 1 ist in Figur 3 dargestellt. Zu erkennen ist der magnetisierbare Bereich 17, der zum Beispiel aus einem polarisierbaren Kunststoff hergestellt ist und einstückig an den äußeren Drehsteller 2 angeformt oder aber auch aus einem metallischen Werkstoff hergestellt ist, sowie der innere Drehsteller 14 mit dem feststehenden Innenteil 21 und einer zwischen dem äußeren Dreh- steller 2 und dem inneren Drehsteller 14 angeordneten Abdeckblende 22. Das feststehende Innenteil 21 kann ein ein- oder mehrteiliger Taster oder ein feststehender Bereich mit frei programmierbarer Symbolik sein. Erfindungsgemäß ist es vorstellbar, die Abdeckblende 22 mit einem Lichtbalken in Form von einzelnen separat ansteuerbaren Lichtelementen 23 zu versehen und/oder Symbole auf der Abdeckblende 22 anzuzeigen. Die Lichtelemente 22 bilden dabei hintereinander angeordnet eine Lichtkette, mittels derer zum Beispiel die Stufen eines Gebläses oder die Lautstärke eines Radios visuell angezeigt wird. Die Lichtkette 23 ist hierbei lediglich ansatzweise dargestellt, es ist natürlich selbstverständlich möglich die Licht¬ kette 23 über den gesamten Bereich der Abdeckblende 22 zu erstrecken. Genauso ist es vorstellbar eine Kombination aus Lichtelementen 23 und Lichtelementen als Symbol auf der Abdeckblende 22 abzubilden. Die Lichtelemente 23 werden dabei mittels eines Lichtleiters und einer oder mehrerer Leuchtmittel, zum Beispiel LEDs, die auf der nicht dargestellten Leiterplatte angeordnet sind hinterleuchtet oder ausgeleuchtet. Es ist natürlich ebenfalls vor- stellbar die Lichtleiter durch die Abdeckblende 22 hindurchzuführen und unmittelbar sichtbar in der Abdeckblende darzustellen.
Vornehmlich werden die Drehsteller 2, 14 aus einem metallischen und/oder einem metaili- sierbaren und/oder metallisch wirkenden Werkstoff hergestellt. Die metallische Oberfläche unterstützt dabei einerseits die Haptik und ist andererseits sehr beständig. Bei metallisierba¬ ren und/oder metallisch wirkenden Werkstoffen ist der Vorteil eines geringeren Gewichtes gegenüber einem metallischen Werkstoff gegeben.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Bedienelement für Steuergerät in Kraftfahrzeugen mit einem in Kugeln (6, 8) gelagerten Drehsteller (2, 14) mit einem feststehenden Innenteil (21) und einem Mittel (5, 7) zum Er¬ zeugen einer Rast, dadurch gekennzeichnet, dass um einen inneren, mit einem fest- stehenden Innenteil (21 ) ausgeführten Drehsteller (14) ein weiterer äußerer Drehsteller
(2) angeordnet ist.
2. Bedienelement nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der innere (14) und äußere (2) Drehsteller mittels jeweils eines Lagers (6, 8) in einem zentralen Lagerbock drehbar aufgenommen ist.
3. Bedienelement nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Umfangsoberfläche (11) des zentralen Lagerbocks (3) profiliert ausgeführt ist und dass zwischem dem äußeren Drehsteller (2) und der profilierten Oberfläche (1 1 ) ein Fe- dereiement (5) zur Erzeugung einer Rast angeordnet ist und dass die äußere Umfangs¬ oberfläche des inneren Drehstellers (14) ebenfalls profiliert (15) ausgeführt ist und dass zwischen dem inneren Drehsteller (14) und dem Lagerbock (3) ein Federelement (7) zur Erzeugung einer Rast angeordnet ist.
4. Bedienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein unteres Ende (17, 20) des inneren (14) und äußeren (2) Drehstellers magnetisierbar ist und dass das untere Ende (17, 20) des Drehstellers (2, 14) mit mindestens einem, auf einer oder mehreren unterhalb des Drehstellers (2, 14) angeordneten Leiterplatte befe¬ stigten Sensor, insbesondere einem Hall-Sensor, zusammenwirkt.
5. Bedienelement nach Ansprüche 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zentralen Lagerbock (3) mindestens eine Ausnehmung (13) vorgesehen ist, durch die das magne- tisierte Ende (20) des inneren Drehstellers (14) mit einem Sensor zusammenwirkt.
6. Bedienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwi¬ schen dem inneren (14) und äußeren (2) Drehsteller eine feststehende, ein- oder mehr¬ teilige Abdeckblende (22) angeordnet ist.
7. Beclienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckblende (22) mit einer Lichtkette (23) versehen ist.
8. Bedienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenteil (21) des inneren Drehstellers (14) als ein- oder mehrteilige Taste mit einer oder mehreren Tastfunktionen ausgeführt ist.
9. Bedienelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenteil (21) hinterleuchtbar und/oder mit einem beleuchtbaren Anzeigeelement versehen ist.
10. Bedienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenteil (21 ) des inneren Drehstellers (14) mit einer frei programmierbaren Symbolik ausgestattet ist.
11. Bedienelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehsteller (2, 14) aus einem metallischen und/oder einem metailisierbaren und/oder metallisch wirkenden Werkstoff gefertigt ist.
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