DE102008012921A1

DE102008012921A1 - Druck- und drehbetätigbares Bedienelement für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102008012921A1
Application number: DE102008012921A
Authority: DE
Inventors: Wojciech Ficek; Klaus Hirschfeld
Original assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Current assignee: Kostal Automobil Elektrik GmbH and Co KG
Priority date: 2008-03-06
Filing date: 2008-03-06
Publication date: 2009-09-10
Anticipated expiration: 2028-03-07
Also published as: DE102008012921B4

Abstract

Beschrieben wird ein druck- und drehbetätigbares Bedienelement für ein Kraftfahrzeug, insbesondere Lenkradbedienelement, mit einem scheiben- oder walzenförmigen, auf einem Lagerbock drehbar gelagerten Eingabeelement, mit einem Drehsensor zur Erfassung einer Drehbetätigung des Eingabeelements, mit einem Schaltungsträger und mit einer Domschaltmatte, die zusammen wenigstens ein Schaltelement ausbilden, welches durch eine Druckbetätigung des Eingabeelements betätigbar ist, wobei der Drehsensor vollständig am Lagerbock angeordnet ist und wobei der Lagerbock mit der Domschaltmatte verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein druck- und drehbetätigbares Bedienelement für ein Kraftfahrzeug, insbesondere Lenkradbedienelement, mit einem scheiben- oder walzenförmigen, auf einem Lagerbock drehbar gelagerten Eingabeelement, mit einem Drehsensor zur Erfassung einer Drehbetätigung des Eingabeelements, mit einem Schaltungsträger und mit einer Domschaltmatte, die zusammen wenigstens ein Schaltelement ausbilden, welches durch eine Druckbetätigung des Eingabeelements betätigbar ist.
Aus der DE 197 15 360 B4 ist ein derartiges Bedienelement bekannt, welches ein als Walzenrändel ausgebildetes Eingabeelement aufweist, das auf einem Lagerbock drehbar gelagert ist. Zur Ausbildung eines Drehsensors ist mit dem Eingabeelement ein Geberrad verbunden, welches mit einem optoelektronischen Sensor auf einem Schaltungsträger zusammenwirkt. Da für die Funktion des Drehsensors eine definierte Anordnung des Geberrads bezüglich des optoelektronischen Sensors erforderlich ist, sind der Lagerbock und die den Schaltungsträger bildende Leiterplatte fest, das heißt gegeneinander unbeweglich, miteinander verbunden. Des weiteren ist das Eingabeelement hinsichtlich von Bewegungen senkrecht zu seiner Drehachse gegenüber dem Lagerbock und dem Schaltungsträger unverschieblich angeordnet. Um eine Druckbetätigung des Eingabeelements auf ein Schaltelement übertragen zu können, ist eine Schaltmatte als Bestandteil des Schaltelements in einem separaten Gehäuse geführt. Eine aus Eingabeelement, Lagerbock und Leiterplatte bestehende Baugruppe ist gegenüber diesem Gehäuse beweglich gelagert.
Nachteilig an dieser vorbekannten Bedienvorrichtung ist, dass das Eingabeelement, der Lagerbock sowie die starre Leiterplatte gegeneinander unbeweglich miteinander verbunden sind. Dies ist hier erforderlich, um zur Ausbildung des Drehsensors das Geberrad und den optoelektronischen Sensor exakt zueinander zu positionieren. Hierdurch entsteht aber eine relativ großbauende Anordnung. Ebenfalls nachteilig ist, dass zur Ausbildung der Druckschaltfunktion diese relativ unhandliche Anordnung noch gegenüber einem Gehäuseteil verschwenkbar angeordnet sein muss.
Es stellte sich die Aufgabe, ein Bedienelement zu schaffen, das sich durch einen einfacheren und kompakteren Aufbau auszeichnet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Drehsensor vollständig am Lagerbock angeordnet ist, und dass der Lagerbock mit der Domschaltmatte verbunden ist.
Durch die vollständige Anordnung des Drehsensors am Lagerbock ist die Drehbetätigungsfunktion durch eine vormontierbare Baueinheit realisiert, die relativ kompakt herstellbar ist. Besonders vorteilhaft ist, dass die Drehbetätigungsfunktion vor einer weiteren Montage dieser Baueinheit auf eine fehlerfreie Funktion hin prüfbar ist.
Die vormontierte Baueinheit bildet des weiteren die Betätigungseinrichtung zur Auslösung wenigstens einer Druckschaltfunktion. Hierzu ist der Lagerbock bei dem fertig montierten Bedienelement mit der Domschaltmatte verbunden.
In einer ersten Ausführungsform der Erfindung kann der Lagerbock hierbei mit einem oder mehreren Schaltdomen der Domschaltmatte verbunden sein und dadurch bei einer Druckbetätigung des Eingabeelements eine oder mehrere Schaltfunktionen auslösen.
Eine derartige Ausführung ist besonders dann vorteilhaft, wenn die von der Domschaltmatte betätigten Schaltkontakte auf einer relativ großflächigen Leiterplatte angeordnet sind. Der Lagerbock steht so in keiner direkten mechanischen Verbindung mit dem Schaltungsträger, so dass bei einer Druckbetätigung lediglich ein oder mehrere Schaltdome bewegt werden. Hierdurch bilden die für Dreh- und Druckbetätigungen erforderlichen beweglichen Teile insgesamt eine sehr kompakte Anordnung, so dass das erfindungsgemäße Bedienelement sehr gut handhabbar ist.
Eine alternative Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bedienelements ist vorteilhaft verwendbar, wenn ein relativ kleinflächiger Schaltungsträger vorgesehen ist, der insbesondere nur die Schaltkontakte für wenige Schaltdome der Domschaltmatte aufweisen soll.
In diesem Fall kann der Lagerbock mit der Grundfläche der Domschaltmatte verbunden sein, wobei der relativ kleinflächige Schaltungsträger, der die Schaltkontakte zu den Schaltdomen auf der Domschaltmatte trägt, zwischen der Domschaltmatte und dem Lagerbock gehaltert ist.
Hierbei ist es vorteilhaft, wenn der Schaltungsträger durch eine flexible Leiterfolie gebildet ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn diese Leiterfolie zugleich einen Bestandteil des Drehsensors ausbildet und darüber hinaus zur elektrischen Kontaktierung des Drehsensors und wenigstens eines Schaltkontakts einer Druckschaltfunktion vorgesehen ist.
Des weiteren ist es vorteilhaft, wenn der am Lagerbock angeordnete Drehsensor als ein Schleifringkontaktschalter ausgebildet ist, der besonders kompakt zwischen dem Eingabeelement und einer Wandfläche des Lagerbocks angeordnet sein kann.
Besonders vorteilhaft ist es darüber hinaus, wenn die Kontaktflächen des Schleifringkontaktschalters auf einem Abschnitt einer Leiterfolie angeordnet sind. Die Leiterfolie kann vorteilhaft zugleich zur elektrischen Anbindung des Drehsensors dienen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Bedienelements gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor. Die Erfindung soll im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Die 1 bis 4 zeigen eine erste Ausführungsform, die 5 und 6 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bedienelements.
Die 1 zeigt ein druck- und drehbetätigbares Bedienelement in einer ersten Ansicht. Das Bedienelement weist ein walzenförmiges Eingabeelement 1 auf, welches an einem Lagerbock 3 drehbar gelagert ist. Zwischen dem Eingabeelement 1 und einer Seitenwand des Lagerbocks 3 ist ein Drehsensor 5 angeordnet.
Auf einem Schaltungsträger 2, der beispielsweise als eine Leiterplatte oder eine keramische Trägerplatte ausgeführt sein kann, sind, hier nicht dargestellte, Leiterbahnstrukturen aufgebracht, die zusammen mit einer Domschaltmatte 9 mehrere Schaltelemente ausbilden, die über an der Domschaltmatte 9 angeformte Schaltdome 10, 13 betätigbar sind. Der Lagerbock 3 ist oberhalb von mindestens einem Schaltdom 10 angeordnet, so dass durch eine Druckbetätigung des Eingabeelements 1 in Richtung auf den Schaltungsträger 2, der zu dem Schaltdom 10 gehörende Schaltkontakt betätigt wird.
In der 1 sind Schaltdome 13 zur Betätigung weiterer Schaltkontakte erkennbar, die, außer in der räumlich nahen Anordnung zum Bedienelement, zu diesem in keinem unmittelbaren funktionalem Zusammenhang stehen müssen.
Der elektrische Anschluss des Drehsensors 5 erfolgt über eine Leiterfolie 6, die, wie aus der 2 ersichtlich ist, durch Durchbrüche 12 in der Domschaltmatte 9 und dem Schaltungsträger 2 hindurchgeführt ist, und auf der Unterseite des Schaltungsträgers 2 von einem Leiterfolienverbinder 8 kontaktiert ist.
Die 3 zeigt in einer Explosionsansicht den Lagerbock 3 und die am Lagerbock 3 angeordneten Komponenten. Das Eingabeelement 1 ist als ein Hohlzylinder dargestellt, der drehfest mit einer Welle 17 verbunden ist, welche in Aufnahmen 18a, 18b des Lagerbock 3 eingesetzt ist. Auf der Welle 17 sitzt eine Rastkurve 15, die in Richtung der Längsachse der Welle 17 verschiebbar angeordnet ist. Eine im Innenraum des Eingabeelements 1 montierte Druckfeder 16 drückt in axialer Richtung der Welle 17 gegen die Rastkurve 15. Ist das Eingabeelement 1 am Lagerbock 3 angeordnet, so ist die Rastkurve 15 größtenteils vom Innenraum des Eingabeelement 1 aufgenommen. Ein Mitnahmestift 14 im Innenraum des Eingabeelements 1 führt die Rastkurve 15 bei einer Drehbetätigung des Eingabeelements 1 mit. Dabei wirkt ein am Lagerbock 3 angeformter Rastnocken 11 mit der Rastkurve 15 zusammen, so dass das Eingabeelement 1 bei einer Drehbetätigung jeweils in einer von mehreren, durch die Form der Rastkurve 15 vorgegebenen Drehstellungen einrastet.
An dem der Rastkurve 15 entgegengesetzt gelegenen Endabschnitt der Welle 17 ist ein Mitnehmer 19 angeordnet, der bei einer Drehbetätigung des Eingabeelements 1 einen metallenen Schleifring 20 mit sich führt. Der Schleifring 20 verbindet, je nach Drehstellung, unterschiedliche Kontaktflächen 21 elektrisch leitend miteinander, die auf einem verbreiterten Abschnitt 6a der Leiterfolie 6 angeordnet sind. Eine in den Abschnitt 6a der Leiterfolie 6 eingebrachte Ausnehmung 22 wird von einer ringförmigen Anformung 23 am Lagerbock 3 durchgriffen und haltert so die Leiterfolie 6 an einer Innenwand des Lagerbocks 3.
Der Drehsensor 5 ist hier ohne Endanschläge ausgebildet, so dass das Eingabeelement 1 in beiden Drehrichtungen unbegrenzt gedreht werden kann. Hierbei stellt der Schleifring 20 wechselnde elektrische Verbindungen zwischen den Kontaktflächen 21 her, aus deren Abfolge eine nicht dargestellte Auswerteschaltung sowohl die Drehweite (d. h. die Anzahl von durchlaufenen Drehraststellungen) als auch die jeweilige Drehrichtung bestimmen kann.
Die 4 zeigt den Lagerbock 3 mit montiertem Eingabeelement 1 und Drehsensor 5. Die dargestellte Baueinheit ist allein durch Zusammenstecken und Verrasten der in 3 dargestellten Komponenten hergestellt. Ersichtlich ist, dass die Leiterfolie 6 (durch einen in der Figur nicht dargestellten Durchbruch innerhalb des Lagerbocks 3) zur Unterseite des Lagerbocks 3 geführt ist. Der freie Endabschnitt der Leiterfolie 6 bildet einen Kontaktabschnitt 6b aus, über den elektrische Verbindungen zu den Kontaktflächen 21 des Drehsensors herstellbar sind.
Der hier als Schleifringkontaktschalter dargestellte Drehsensor 5 kann auch nach einem anderen Messprinzip funktionieren und zum Beispiel als ein potentiometrischer, optoelektronischer oder magnetischer Sensor ausgeführt sein. Wesentlich ist, dass der verwendete Sensor vollständig am Lagerbock 3 angeordnet ist, ohne also mechanische oder elektrische Komponenten außerhalb des Lagerbock, wie etwa auf dem Schaltungsträger oder einem externen Gehäuseteil, zu erfordern. Der Drehsensor 5 kann so am Lagerbock 3 vollständig vormontiert und geprüft werden und benötigt darüber hinaus keinen weiteren montagetechnischen Aufwand.
Die Ausbildung des Drehsensors als Schleifringkontaktschalter ist vorteilhaft, da dieser sehr kostengünstig und kleinbauend herstellbar ist und überdies einen unbegrenzten Erfassungsbereich für den Drehwinkel ermöglicht.
Die 5 und 6 zeigen eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bedienelementes. Bei dieser Ausführungsform ist der Schaltungsträger der die Kontaktelemente für die Druckschaltfunktion ausbildet nicht als eine starre Leiterplatte ausgebildet, sondern wird durch den Abschnitt einer Leiterfolie gebildet.
Dies kann, wie die 5 und 6 verdeutlichen, dieselbe Leiterfolie 6 sein, die auch die Kontaktflächen des Drehsensors 5 ausbildet. Wie die 5 zeigt, liegt ein verbreiterter Flächenabschnitt 6c der Leiterfolie 6 an der Unterseite des Lagerbocks 3 an. Hierbei durchgreifen am Lagerbock 3 angeformte Stifte 4 Ausnehmungen in der Leiterfolie 6, wodurch der Flächenabschnitt 6c am Lagerbock 3 in einer definierten Lage positioniert ist.
An den Flächenabschnitt 6c der Leiterfolie 6 ist eine Domschaltmatte 9 anfügbar, wobei die Stifte 4 in Stiftaufnahmen 24 der Domschaltmatte 9 eingreifen. Hierdurch werden die Schaltdome 10 der Domschaltmatte 9 genau über Folienschaltkontakte 7a, 7b auf dem Flächenabschnitt der Leiterfolie 6 zentriert.
Die an den Lagerbock 3 angefügte Domschaltmatte 9 ist in der 6 dargestellt. Erkennbar ist, dass die Leiterfolie 6 hier zwischen dem Lagerbock 3 und der Domschaltmatte 9 hindurchgeführt ist. Werden die Schaltdome 10 der Domschaltmatte 9 gegen eine hier nicht dargestellte Anlagefläche gepresst, so werden die zugehörigen Folienschaltkontakte 7a, 7b auf der Leiterfolie 6 miteinander verbunden. Am Kontaktabschnitt 6b der Leiterfolie 6 können sowohl die elektrischen Signale des Drehsensors 5 wie auch die Signale der durch die Schaltdome 10 betätigten Schaltelemente der Druckschaltfunktion abgenommen werden.

1: Eingabeelement
2: Schaltungsträger
3: Lagerbock
4: Stifte
5: Drehsensor
6: Leiterfolie
6a: Abschnitt (der Leiterfolie)
6b: Kontaktabschnitt (der Leiterfolie)
6c: Flächenabschnitt
7a, 7b: Folienschaltkontakte
8: Leiterfolienverbinder
9: Domschaltmatte
10: Schaltdom(e)
11: Rastnocken
12: Durchbrüche
13: Schaltdome
14: Mitnahmestift
15: Rastkurve
16: Druckfeder
17: Welle
18a, 18b: Aufnahmen
19: Mitnehmer
20: Schleifring
21: Kontaktflächen
22: Ausnehmung
23: ringförmige Anformung
24: Stiftaufnahmen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 19715360 B4 [0002]

Claims

Druck- und drehbetätigbares Bedienelement für ein Kraftfahrzeug, insbesondere Lenkradbedienelement, mit einem scheiben- oder walzenförmigen, auf einem Lagerbock drehbar gelagerten Eingabeelement, mit einem Drehsensor zur Erfassung einer Drehbetätigung des Eingabeelements, mit einem Schaltungsträger und mit einer Domschaltmatte, die zusammen wenigstens ein Schaltelement ausbilden, welches durch eine Druckbetätigung des Eingabeelements betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehsensor (5) vollständig am Lagerbock (3) angeordnet ist und dass der Lagerbock mit der Domschaltmatte (9) verbunden ist.
Bedienelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehsensor (5) ein Schleifringkontaktschalter ist.
Bedienelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehsensor (5) über eine Leiterfolie (6) elektrisch kontaktiert ist.
Bedienelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehsensor (5) über ein Flachbandkabel elektrisch kontaktiert ist.
Bedienelement nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterfolie (6) Kontaktflächen (21) des Drehsensors (5) ausbildet.
Bedienelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingabeelement (1) drehbar mit einer mit dem Lagerbock (3) zusammenwirkende Rastkurve (15) verbunden ist.
Bedienelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterfolie (6) zwischen dem Lagerbock (3) und der Domschaltmatte (9) hindurchgeführt ist.
Bedienelement nach Anspruch 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Flächenabschnitt (6c) der Leiterfolie (6) am Lagerbock (3) anliegt und befestigt ist.
Bedienelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Flächenabschnitt (6c) der Leiterfolie (6) Folienschaltkontakte (7a, 7b) aufweist.