DE102012004116A1

DE102012004116A1 - Bedienelement, insbesondere für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102012004116A1
Application number: DE102012004116A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Müller; Johann Schneider; Manfred Mittermeier
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2012-03-01
Filing date: 2012-03-01
Publication date: 2013-09-05
Also published as: CN104106020A; EP2820500A2; WO2013127484A2; CN104106020B; US20150020630A1; US9329616B2; WO2013127484A3; EP2820500B1

Abstract

Bedienelement (1, 15, 23, 26), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem um eine erste Achse drehbaren und um wenigstens eine zweite Achse schwenkbaren Drehsteller (2), der auf einem Drehstellerträger (3, 16) angeordnet ist, wobei der Drehstellerträger (3, 16) durch einen Wipphebel (6, 19, 24, 27, 28) mit einer einer Schwenkbewegung des Drehstellers (2) entgegen wirkenden Vorspannkraft beaufschlagt wird und der Drehsteller (2) erst nach dem Überwinden der Vorspannkraft um die zweite Achse schwenkbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bedienelement, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem um eine erste Achse drehbaren und um wenigstens eine zweite Achse schwenkbaren Drehsteller, der auf einem Drehstellerträger angeordnet ist.
Derartige Bedienelemente, die einen Drehsteller aufweisen, werden häufig für Benutzereingaben verwendet, wenn unterschiedliche Funktionen durch ein einziges Bedienelement abgedeckt werden sollen.
Typischerweise ist ein Drehsteller zylinderförmig ausgebildet, seine Symmetrieachse ist gleichzeitig die Drehachse. Durch manuelles Drehen des Drehstellers werden Schaltsignale erzeugt, durch die ein Menü, beispielsweise eines Navigationsgeräts oder eines Autoradios, gesteuert werden können. Eine derartige durch einen Drehsteller betätigbare Benutzerschnittstelle wird auch als Multimedia Interface (MMI) bezeichnet.
Drehsteller können auch als Drehdrücksteller ausgebildet sein, bei dieser Variante kann durch eine axiale Kraft ein Schaltsignal erzeugt werden, beispielsweise um einen durch Drehen des Drehstellers ausgewählten Menüpunkt zu bestätigen.
In letzter Zeit werden Drehsteller mit weiteren Funktionen verwendet. Bei einem von der Anmelderin verwendeten Drehsteller ist zusätzlich eine Kippfunktion vorgesehen, d. h. eine manuelle Auslenkung des Drehstellers nach links oder rechts, um stufenweise von einem Menüpunkt zum nächsten zu schalten. Diese auch als Skipfunktion bezeichnete Weiterschaltungsfunktion wird durch eine Auslenkung des Drehstellers um einige Winkelgrade nach links oder rechts realisiert. Nach der Auslenkung bewegt sich der losgelassene Drehsteller selbstständig in die Nulllage zurück. Um eine sehr hohe Qualitätsanmutung zu vermitteln, muss diese Nulllage sehr stabil und nahezu steif sein. Auf diese Weise kann eine Vielzahl von Funktionen mit einem einzigen Drehsteller realisiert werden. Beispielsweise kann das Kippen zu einer Seite ein Schalten zum nächsten Radiosender auslösen, ein Kippen in die entgegengesetzte Richtung kann ein Schalten zu einem vorhergehenden Radiosender auslösen. Durch Drehen des Drehstellers kann die Lautstärke erhöht bzw. verringert werden. Durch kurzes Drücken kann der Ton aus- oder eingeschaltet werden. Durch langes Drücken kann das Radio aus- oder eingeschaltet werden.
Aus der DE 10 2008 060 114 A1 ist ein Multifunktions-Bedienelement bekannt, das als Drehdrücksteller ausgebildet ist. Unterhalb einer Abdeckung sind lineare Federelemente vorgesehen, die in Röhren geführt sind. Eine derartige Führung benötigt immer Spiel, aus diesem Grund kann das Multifunktions-Bedienelement nicht spielfrei gelagert sein.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Bedienelement anzugeben, das spielfrei gelagert ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Bedienelement der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Drehstellerträger durch einen Wipphebel mit einer einer Schwenkbewegung des Drehstellers entgegenwirkenden Vorspannkraft beaufschlagt wird und der Drehsteller erst nach dem Überwinden der Vorspannkraft um die zweite Achse schwenkbar ist.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass ein quasi spielfreier Drehsteller realisiert werden kann, indem eine seitliche Auslenkung erst bei Überschreitung einer festgelegten Kraftschwelle beginnt. Um seine Nulllage ist der Drehsteller durch eine Vorspannkraft vorgespannt gehalten und dadurch absolut spiel- und wackelfrei. Im Gegensatz zu allen bekannten herkömmlichen Bedienelementen kann auf diese Weise Spiel bzw. „Wackeln” um die Nulllage vermieden werden.
Im Rahmen der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass der Wipphebel linear oder flächig an dem Drehstellerträger anliegt. Der Drehsteller und der Drehstellerträger sind zweckmäßig fest miteinander verbunden, wobei der Drehsteller vorzugsweise als zylinderförmiger Bedienknopf ausgebildet ist, der drehbar auf dem Drehstellerträger angeordnet ist. Üblicherweise ist der Drehstellerträger im eingebauten Zustand verdeckt.
Es kann auch vorgesehen sein, dass das erfindungsgemäße Bedienelement ein Federelement zum Erzeugen der auf den Wipphebel einwirkenden Vorspannkraft aufweist. Das Federelement stützt sich dabei einerseits an einem karosseriefesten Bauteil und andererseits an dem Wipphebel ab. Ein Kippen oder Schwenken des Drehstellers kann erst ausgelöst werden, nachdem die Vorspannkraft überwunden worden ist. Somit stellt die Vorspannkraft eine Kraftschwelle dar, die überwunden werden muss, wodurch die Nulllage absolut spielfrei ist.
Gemäß einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bedienelements kann die Drehachse des Wipphebels koaxial zur Längsachse des Drehstellerträgers angeordnet sein. Bei dieser Variante ist die Drehachse des Wipphebels parallel zur Längsachse des Drehstellerträgers angeordnet und die von dem Wipphebel übertragene Vorspannkraft wirkt senkrecht auf den Drehstellerträger.
In diesem Zusammenhang ist es günstig, wenn der Wipphebel des erfindungsgemäßen Bedienelements den Drehstellerträger oberhalb und unterhalb der zweiten Achse beaufschlagt. Dadurch kann die Vorspannkraft einer Kippbewegung in den beiden entgegengesetzten Richtungen entgegenwirken.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung kann der Wipphebel oberhalb oder unterhalb des Drehstellerträgers angeordnet sein. Auch bei dieser Variante wirkt der Wipphebel einer Schwenkbewegung um die zweite Achse in den zwei entgegengesetzten Richtungen entgegen.
Eine Weiterbildung der Erfindung kann vorsehen, dass der Drehsteller zusätzlich um eine zur ersten und zur zweiten Achse senkrechte dritte Achse schwenkbar ist. Bei dieser Ausgestaltung kann der Drehsteller nicht nur in zwei entgegengesetzten Richtungen gekippt werden, zusätzlich kann er in zwei dazu senkrechten Richtungen gekippt werden, d. h. der Drehsteller kann in 90°-Schritten um seine senkrechte Achse gekippt bzw. geschwenkt werden.
Wenn eine Verkippung um die dritte Achse vorgesehen ist, kann das erfindungsgemäße Bedienelement zwei den Drehstellerträger mit einer Vorspannkraft beaufschlagende Wipphebel aufweisen. Vorzugsweise sind die beiden Wipphebel um zueinander orthogonale Drehachsen drehbar. Beide Wipphebel können jeweils durch ein Federelement zur Erzeugung der Vorspannkraft beaufschlagt sein.
Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug weist wenigstens ein Bedienelement der beschriebenen Art auf.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:
1 ein erfindungsgemäßes Bedienelement in einer perspektivischen Ansicht;
2 eine Seitenansicht des in 1 gezeigten Bedienelements;
3 das Bedienelement von 1 im ausgelenkten Zustand;
4 das Bedienelement von 1 bei Auslenkung in die umgekehrte Richtung;
5 und 6 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bedienelements;
7 und 8 ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bedienelements;
9 ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bedienelements;
10 die Wipphebel des Bedienelements von 9; und
11 eine geschnittene Seitenansicht des Bedienelements von 9.
Das in 1 in einer perspektivischen Ansicht gezeigte Bedienelement 1 umfasst einen Drehsteller 2, der als zylinderförmiger Drehknopf ausgebildet und fest mit einem Drehstellerträger 3 verbunden ist. Der Drehsteller 2 ist drehbar an dem Drehstellerträger 3 gelagert, beim manuellen Drehen des Drehstellers 2 werden Schaltsignale erzeugt, die von einem Steuergerät verarbeitet werden, wodurch Bedienkommandos eingegeben werden können. Das Bedienelement 1 umfasst eine Abdeckung 4, so dass der Drehstellerträger 3 im eingebauten Zustand verdeckt ist.
Der Drehstellerträger 3 ist quaderförmig ausgebildet, eine Seitenfläche 5 des Drehstellerträgers 3 wird durch einen Wipphebel 6 mit einer Vorspannkraft beaufschlagt. Die Vorspannkraft wird durch ein Federelement 7 erzeugt, das einerseits an der Fahrzeugkarosserie bzw. an einem damit verbundenen Bauteil und andererseits an dem Wipphebel 6 abgestützt ist. Ein Pfeil 8 gibt die Richtung der durch das Federelement 7 erzeugten Vorspannkraft an, die somit orthogonal auf die Seitenfläche 5 des Drehstellerträgers 3 wirkt. Wie in 1 gezeigt ist, weist der Wipphebel 6 an der zum Drehstellerträger 3 weisenden Seite einen Vorsprung 9 auf, so dass der Wipphebel 6 linear an dem Drehstellerträger 3 anliegt.
Der Wipphebel 6 ist um eine koaxial zur Längsachse des Drehstellerträgers 3 angeordnete Drehachse 10 schwenkbar. Der Drehstellerträger 3 ist um eine dazu orthogonale Drehachse 11 schwenkbar. In 1 erkennt man, dass der Wipphebel 6 den Drehstellerträger 3 sowohl oberhalb als auch unterhalb der Drehachse 11 beaufschlagt.
Der Drehsteller 2 des Bedienelements 1 ist um seine Längsachse 12 (erste Achse) drehbar und um die Drehachse 11 (zweite Achse) schwenkbar. Eine Verschwenkung ist in zwei entgegengesetzten Richtungen möglich, was durch die beiden Pfeile 13, 14 symbolisiert wird.
2 zeigt das Bedienelement 1 in einer Seitenansicht, dort erkennt man, dass die durch das Federelement 7 erzeugte Vorspannkraft in Richtung des Pfeils 8 über den Wipphebel 6 in den Drehstellerträger 3 eingeleitet wird, der auf diese Weise oberhalb und unterhalb seiner Drehachse 11 linienförmig durch die Vorspannkraft beaufschlagt wird.
3 zeigt das Bedienelement 1 bei einer Auslenkung in Richtung des Pfeils 13. Wenn der Benutzer den Drehsteller 2 und den damit verbundenen Drehstellerträger 3 manuell mit einer in Richtung des Pfeils 13 wirkenden Kraft beaufschlagt, wird der Drehstellerträger 3 um seine Drehachse 11 geschwenkt. Durch den Drehstellerträger 3 wird der Wipphebel 6 seitlich um eine bestimmte Strecke Δs verschoben. Vor einer Verschiebung muss zunächst die entgegenwirkende Vorspannkraft überwunden werden. Ein Verschwenken des Drehstellerträger 3 erfolgt somit erst nach dem Überwinden eines festgelegten Kraftniveaus, das durch das Federelement 7 eingestellt bzw. angepasst werden kann. Beim Loslassen des Drehstellers 2 kehrt das Bedienelement 1 unter dem Einfluss der Vorspannkraft wieder in seine in 2 gezeigte Nulllage zurück.
4 zeigt die Auslenkung des Bedienelements 1 in die entgegengesetzte Richtung. Wenn der Drehsteller 2 in Richtung des Pfeils 14 bewegt wird, schwenkt der Drehstellerträger 3 um seine Drehachse 11 und drückt mit seinem unteren Teil den Wipphebel 6 zur Seite, in der in 4 gezeigten Ansicht nach links. Dabei muss zunächst die Vorspannkraft überwunden werden. In der Nulllage ist die Lagerung absolut spielfrei, da erst beim Überschreiten der Vorspannkraft eine Drehung oder Verschwenkung des Drehstellerträgers 3 ausgelöst wird.
Die 5 und 6 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel eines Bedienelements 15, wobei 5 das Bedienelement in der Nulllage und 6 das Bedienelement im ausgelenkten Zustand zeigt.
Anders als bei dem vorangehenden Ausführungsbeispiel weist der Drehstellerträger 16 an seiner Unterseite eine Platte 17 auf, so dass der Drehstellerträger 16, der mit der Platte 17 fest verbunden ist, um eine horizontale Drehachse 18 schwenkbar ist. Die Platte 17 wird an ihrer Unterseite von einem Wipphebel 19 beaufschlagt, der eine Vorspannkraft erzeugt, die in Richtung des Pfeils 20 wirkt.
Wie in 6 gezeigt ist, wird der Drehstellerträger 16 bei einer Auslenkung in Richtung des Pfeils 21 um seine Drehachse 18 geschwenkt, ein Ende der Platte 17 drückt dabei den Wipphebel 19 aus der in 5 gezeigten Nulllage entgegen der Vorspannkraft in Richtung des Pfeils 22 nach unten. Eine Verschwenkung des Drehstellerträgers 16 findet jedoch erst nach dem Überwinden der Kraftschwelle d. h. der Vorspannkraft, statt. Somit weist auch die in den 5 und 6 gezeigte Ausführung eine spielfreie Nulllage auf.
Die 7 und 8 zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel eines Bedienelements 23, das ähnlich wie das vorangegangene Ausführungsbeispiel aufgebaut ist. Im Unterschied dazu weist das Bedienelement 23 jedoch einen Wipphebel 24 auf, der auf der Oberseite der Platte 17 angeordnet ist. Dementsprechend wird bei einer Verschwenkung des Bedienelements 23 aus der stabilen Nulllage entgegen der Rückstellkraft 25 der Wipphebel 24 durch die Platte 17 nach oben bewegt. Der Wipphebel 24 ist dabei unter einer Abdeckung (nicht dargestellt) verborgen.
Die 9 bis 11 zeigen ein viertes Ausführungsbeispiel eines Bedienelements 26, das in 9 in einer Seitenansicht gezeigt ist. Der Drehsteller 2 des Bedienelements 26 kann ähnlich wie ein Joystick in vier Richtungen betätigt werden, die jeweils um 90° zueinander versetzt sind. Unterhalb des Drehstellerträgers 16 sind zwei Wipphebel 27, 28 vorgesehen, die in 10 in einer perspektivischen Ansicht gezeigt sind. Die beiden Wipphebel 27, 28 sind um zwei zueinander orthogonale Drehachsen 29, 30 drehbar. Jeder Wipphebel 27, 28 wird durch ein Federelement beaufschlagt, durch das jeweils eine Vorspannkraft erzeugt wird.
Die Wipphebel 27, 28 sind so ausgebildet, dass sie unabhängig voneinander betätigt werden können, d. h. wenn der Drehsteller 2 so betätigt wird, dass der Wipphebel 27 aus seiner Nulllage geschwenkt wird, wird die Position des anderen Wipphebels 28 nicht verändert und umgekehrt.
11 zeigt das Bedienelement 26 in einer gegenüber der Darstellung von 9 um 90° gedrehten Seitenansicht.
Allen erläuterten Ausführungsbeispielen ist gemeinsam, dass der Wipphebel, der die Funktion einer Anpressplatte hat, durch seine Drehlagerung eine spielfreie Linearbewegung ausführt. Dadurch ist die Nulllage des Drehstellers absolut spielfrei, wodurch eine qualitativ hochwertige Anmutung des Bedienelements erzeugt wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008060114 A1 [0006]

Claims

Bedienelement (1, 15, 23, 26), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem um eine erste Achse drehbaren und um wenigstens eine zweite Achse schwenkbaren Drehsteller (2), der auf einem Drehstellerträger (3, 16) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehstellerträger (3, 16) durch einen Wipphebel (6, 19, 24, 27, 28) mit einer einer Schwenkbewegung des Drehstellers (2) entgegen wirkenden Vorspannkraft beaufschlagt wird und der Drehsteller (2) erst nach dem Überwinden der Vorspannkraft um die zweite Achse schwenkbar ist.
Bedienelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wipphebel (6, 19, 24, 27, 28) linear oder flächig an dem Drehstellerträger (3, 16) anliegt.
Bedienelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Federelement (7) zum Erzeugen der auf den Wipphebel (6, 19, 24, 27, 28) einwirkenden Vorspannkraft aufweist.
Bedienelement nach einem der vorangehen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse des Wipphebels (6, 19, 24, 27, 28) koaxial zur Längsachse des Drehstellerträgers (3, 16) angeordnet ist.
Bedienelement nach einem der vorangehen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wipphebel (6, 19, 24, 27, 28) den Drehstellerträger (3, 16) oberhalb und unterhalb der zweiten Achse beaufschlagt.
Bedienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Wipphebel (6, 19, 24, 27, 28) unterhalb oder oberhalb des Drehstellerträgers angeordnet ist.
Bedienelement nach einem der vorangehen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehsteller (2) zusätzlich um eine zur ersten und zur zweiten Achse senkrechte dritte Achse schwenkbar ist.
Bedienelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es zwei den Drehstellerträger (16) mit einer Vorspannkraft beaufschlagende Wipphebel (27, 28) aufweist.
Bedienelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Wipphebel (27, 28) um zueinander orthogonale Drehachsen drehbar sind.
Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass es wenigstens ein Bedienelement (1, 15, 23, 26) nach einem der Patentansprüche 1 bis 9 aufweist.