Betätigungselement

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Betätigungselement insbesondere zur Bedienung eines Navigationsanlage in einem Fahrzeug.
Das bekannteste Betätigungselement bei einer Navigationsanlage ist ein Joystick, der sich bei einem Kraftfahrzeug häufig in der Mittelkonsole befindet, wodurch eine für den Fahrer übersichtliche Betätigungsmöglichkeit ergibt.
Die Idee der vorliegenden Lösung besteht darin, ein joystickartiges Betätigungselement (100) zu schaffen. Dazu wird das joystickartige Betätigungselement (100) vorzugsweise flach ausgeführt. Das Betätigungselement (100) besteht dabei aus einem Gehäuse (1), einem Betätigungsknopf (2) sowie einem Zwischenstück (3) und einer Leiterplatte (4). Das Zwischenstück (3) weist Niederhalter (32) für eine Kontaktmatte (40) mit Kontaktpillen (41) auf. Das Betätigungselement (100) ist so konzipiert, daß der Betätigungsknopf (2) in vier unterschiedliche Kontaktlagen gebracht bzw. gedrückt werden kann, wobei jeweils nur eine Kontaktgabe erfolgt. Undefinierbare Kontaktgaben werden somit ausgeschlossen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Betätigungselement insbesondere zur Bedienung einer Navigationsanlage in einem Fahrzeug.

[0002] Ein bekanntes Betätigungselement bei einer Navigationsanlage ist ein Joystick, der sich bei einem Kraftfahrzeug häufig in der Mittelkonsole zwischen dem Fahrer- und Beifahrersitz befindet, wodurch sich eine für den Fahrer übersichtliche Betätigungsmöglichkeit ergibt.

[0003] Einen derartigen Aufbau beschreibt auch die DE 198 56 722 A1. Ein hierbei verwendetes Joystick ist um eine X- und eine Y-Achse drehbar gehalten.

[0004] Von einem Joystick der bekannten Art weicht das Betätigungselement aus der DE 196 26 249 C2 ab. Die darin offenbarte Eingabeeinheit ist ein bewegliches Betätigungselement, das in eine der frei wählbaren Betätigungsrichtungen verstellt werden kann. Das Betätigungselement wird dabei ähnlich wie eine Computermaus auf einer Unterlage innerhalb der Eingabeeinheit in der Mittelkonsole bewegt, wobei diese Bewegung über mechanische Mittel in X- als auch in Y- Richtung zwangsgeführt ist. Die Cursorbewegung für einen Cursor einer Navigationsanlage erfolgt bidirektional.

[0005] Eine Bedieneinrichtung der besonderen Art offenbart die DE 100 12 753 A1. Eine ein Fahrzeug nachbildende Bedieneinrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß diese einer Handfläche ergonomisch entgegenkommt, so daß Tasten, Betätigungs- und Schaltelemente von einem Fahrer leicht zu bedienen sind, während die Handfläche auf der Fahrzeugnachbildung aufliegt.

[0006] Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, ein weiteres leicht bedienbares Betätigungselement aufzuzeigen, welches zur Ansteuerung von Funktionen bzw. zu deren Auswahl dienen kann.

[0007] Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1.

[0008] Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, ein joystickartiges Betätigungselement zu schaffen, welches beispielsweise in einer Front- oder Mittelkonsole mit weiteren herkömmlichen Betätigungselementen, wie Taster, Schalter usw. integriert werden kann und sich optisch in diese Konsole einfügt.
Das Betätigungselement kann über einen Betätigungsknopf in vier unterschiedliche Kontaktlagen gebracht werden, wobei jeweils nur eine Kontaktgabe erfolgt. Der Betätigungsknopf führt dabei eine schwenkähnliche Bewegung aus. Undefinierbare Kontaktgaben werden jedoch ausgeschlossen.
Das joystickartige Betätigungselement ist zudem vorzugsweise flach ausgeführt und weist vorzugsweise die Abmaße eines herkömmlichen Tasters auf.

[0009] In Weiterführung der Erfindung weist der Betätigungsknopf vier Ausbuchtungen oder Erhebungen zum Fühlen der Betätigungsposition auf der Knopfoberseite auf und besteht zumindest in diesem Bereich aus einem vorzugsweise lichtdurchlässigen Material.

[0010] Eine im Betätigungselement verwendete Kontaktmatte ist auf eine Leiterplatte aufgeclipsbar und als 4-fach- Kontaktmatte ausgeführt. Die Kontaktmatte ist im Kontaktzentrum für eine LED ausgespart, um die Beleuchtung der Symbole auf dem Betätigungsknopf zu gewährleisten. Die Kontaktmatte wird bei Betätigung des Betätigungsknopfes flächig betätigt, um die notwendige Schaltcharakteristik zu realisieren. Ein mittiges Zwischenstück zur Führung des Betätigungsknopfes hat hierbei die Funktion des Niederhaltens der Kontaktmatte und Begrenzung des Schalthubes bei Kontaktgabe bzw. Nichtkontaktgabe. Eine weitere Aufgabe, die dem Zwischenstück zufällt, ist die Kontaktverhinderung bei Fehlbetätigung.

[0011] Mit einem derartigen joystickartigen Betätigungselement kann die Betätigung ohne Blickkontakt mit dem Betätigungselement erfolgen. Alleinig durch Fühlen ist eine Richtungserkennung möglich, da der Betätigungsknopf immer in nur eine von vier möglichen Richtungen eindeutig bewegt werden kann. Das Betätigungselement kann somit zur Steuerung eines Cursors in einem Navigationssystem verwendet werden.

[0012] Ein weitere Vorteil ist die Beleuchtbarkeit der Symbole auf dem joystickartigen Betätigungselement.

[0013] Anhand eines Ausführungsbeispieles mit Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden.
Es zeigt

Fig. 1

eine Darstellung eines Betätigungselementes,

Fig. 2

eine Darstellung des Gehäuses aus Fig. 1,

Fig. 3

eine Draufsichtdarstellung des Betätigungsknopfes aus Fig. 1,

Fig. 3a

eine Darstellung des Betätigungsknopfes im Schnitt A-A aus Fig. 3,

Fig. 3b

eine Darstellung des Betätigungsknopfes im Schnitt B-B aus Fig. 3,

Fig. 4

eine Darstellung der Kontaktmatte aus Fig. 1 in einer Draufsicht,

Fig. 4a

eine Darstellung der Kontaktmatte im Schnitt C-C aus Fig. 4,

Fig.5

eine Darstellung der Kräfteeinwirkung für ein Kontaktieren bzw. Nichtkontaktieren.

[0014] In Fig. 1 ist ein Betätigungselement 100 im Schnitt dargestellt. Das Betätigungselement 100 besteht dabei aus einem Gehäuse 1, einem Betätigungsknopf 2 sowie einem Zwischenstück 3 und einer Leiterplatte 4 als Grundplatte des Betätigungselementes 100.
Das Gehäuse 1 weist mittig einen Durchbruch 10 und an seinem Umfang vorzugsweise Mittel 11 zum Aufclipsen des Gehäuses 1 auf die Leiterplatte 4 auf (siehe Fig. 2). Das Gehäuse 1 dient zur Umrahmung des Betätigungselementes 100 und kann Bestandteil einer Blende oder einer Konsole sein (nicht näher dargestellt). Gleichzeitig bildet das Gehäuse 1 die Lagerstelle bei Betätigung und dient zur Begrenzung eines Schalthubes 12.

[0015] Der Betätigungsknopf 2, siehe Fig. 3, besteht vorzugsweise teilweise aus lichtdurchlässigem Material und kann lackiert ausgeführt sein. Auf der Oberseite 21 des Betätigungsknopfes 2 weist dieser vier zueinander symmetrisch angeordnete eingebrachte Ausbuchtungen 22 auf, die vorzugsweise den selben Abstand zur Mitte besitzen. Im Bereich dieser Ausbuchtungen 22 ist das Material zumindest dann lichtdurchlässig, wenn hier ein Lichtaustritt erfolgen soll. Vorteilhaft ist eine Verdünnung des Material in diesem Bereich. Es ist aber auch möglich, anstelle der Ausbuchtungen 22 Erhebungen vorzusehen. Diese können als Punkte oder Zahlen bzw. Buchstaben ausgeführt sein und auch in den Ausbuchtungen eingebracht sein.
Über einen überstehenden, vorzugsweise umlaufenden Rand 23 am Betätigungsknopf 2 wird beim funktionalem Gebrauch ein Anschlag am Gehäuse 1 realisiert. Am Rand 23 sind vier Stege 25 vorzugsweise angeformt, die eine Schaltfunktion oder Nichtschaltfunktion bewirken.
Unterhalb am Betätigungsknopf 2 sind vier Dome 24 angebracht, die mit den Ausbuchtungen 22 funktional zusammenwirken.
Der Betätigungsknopf 2 wird über ein unterhalb am Betätigungsknopf 2 befindliches Hohlteil 26 im Zwischenstück 3 innerhalb einer Führung 31 geführt. Das Zwischenstück 3 weist Niederhalter 32 auf, die eine Kontaktmatte 40 gegen die Leiterplatte 4 niederhalten (Fig. 1).
Die Kontaktmatte 40, eine vier-fach-Kontaktmatte, ist in Fig. 4 nährt dargestellt und kann vorzugsweise ebenfalls auf die Leiterplatte 4 aufgeclipst werden. Die Kontaktmatte 40 besitzt rückstellbare Kontaktpillen 41. Für eine Durchleuchtungsmöglichkeit weist die Kontaktmatte 40 im Bereich des Kontaktzentrums der Kontaktpillen 41 Durchführungen 42 für ein Durchtreten der LED's 5 auf. Die Dome 24 des Betätigungsknopfes 2 sind in diesem Fall als Lichtleiter ausgeführt. An den Kontaktpillen 41 sind die Kontakte 43 angeordnet.

[0016] Wie in Fig. 1 dargestellt, greift der Betätigungsknopf 2 durch den Durchbruch 10 des Gehäuses 1 hindurch. Der Rand 23 hält dabei einen definierten Abstand zur Unterseite 13 des Gehäuse 1 ein. Der Betätigungsknopf 2 bzw. das Hohlteil 26 weist innerhalb der Führung 31 des Zwischenstückes 3 ein gleichfalls definiertes Schwenkspiel auf. Der Schalthub 12 des Betätigungsknopfes 2 bestimmt sich aus dem inneren Spielraum des Rand 23 des Betätigungsknopfes 2 zum Niederhalter 32 des Zwischenstückes 3.

[0017] Anhand der Fig. 5 soll die Funktionsweise näher erläutert werden.

[0018] Der Betätigungsknopf 2 ist so angeordnet, daß dieser durch die vier Ausbuchtungen 22 in vier Schaltstellungen verstellt werden kann. Die Betätigung kann dabei einmal mittig oben, mittig unten, mittig rechts oder mittig links erfolgen.
Wie in Fig. 1 mit den Peilen A, B dargestellt, wird eine Betätigung in Pfeilrichtung auf das Betätigungselement 100 ausgeübt, konkret auf den Betätigungsknopf 2.

[0019] Der Betätigungsknopf 2 wird bei der Betätigung A außerhalb des Zentrum, mittig oben, nach unten gedrückt. Da die Kontaktmatte 40 den Betätigungsknopf 2 im nicht betätigten Zustand über ihre rückstellbaren Kontaktpillen 41 nach oben drückt, bildet sich beim Betätigen ein Kräftedreieck D, gebildet durch zwei der angeformten Stege 25 am Betätigungsknopf 2 und der Betätigung. Der Betätigungsknopf 2 neigt bzw. dreht sich einseitig nach unten und drückt über die Dome 24 die Kontaktmatte 40 und damit die Kontaktpillen 41 in Richtung der Leiterplatte 4. Durch die konstruktive Gestaltung des Betätigungselementes 100 findet eine Kontaktierung jedoch nur an der Kontaktpille 41 statt, die am weitesten von der gebildeten Drehsachse D_A des Kräftedreiecks D entfernt ist. Die drei anderen Kontaktpillen 41 werden nur ein wenig bzw. nur zur Hälfte gedrückt und geben keinen Kontakt.
Der Betätigungsknopf 2 besitzt vier Bediensegmente. Der Betätigungsknopf 2 kann jeweils immer nur innerhalb eines Segmentes gedrückt werden, solange das Kräftedreieck D besteht. Ein weiteres Tieferdrücken des Betätigungsknopfes 2 nach Kontaktgabe wird beispielsweise durch konstruktive Maßnahmen prinzipiell verhindert.

[0020] Wird der Betätigungsknopf genau mittig zwischen zwei Ausbuchtungen 22, d.h. in den Eckbereichen des Betätigungsknopfes, gedrückt, entsteht ein labiler Zustand, da kein Segment konkret angewählt wird. Die allgemeine Hubgrenze 12 im Betätigungselement 100 ist in dieser Situation bereits erreicht, bevor die Kontaktpillen 41 einen Kontakt herstellen können, da die Dome 24 nicht auf diese greifen können.
Das hierbei auftretende Kräftedreieck D1 ist in einer Kraftlinie, welche größer als die Kraftlinie bei eindeutiger (normaler) Betätigung ist (a* √2).

[0021] Bei der geringsten Kraftangriffsverschiebung entsteht wieder ein Kräftedreieck D , so daß der Betätigungsknopf 2 wieder in eine Kontakt gebende Position gelangt.

[0022] Bei Druck auf den Mittelpunkt, Pfeil B, des Betätigungsknopfes 2 verhindert das Zwischenstück 3 ein Kontaktgabe, da der Betätigungsknopf 2 nicht tief genug nach unten gedrückt wird.

[0023] Das joystickartig ausgeführte Betätigungselement 100 ist mit weiteren Bedienelementen in eine Frontkonsole integrierbar.

[0024] Mit einem derartigen Betätigungselement 100 sind unterschiedliche Geräte und Anlagen, insbesondere in der Kfz-Technik betätigbar. Aber auch in Flugzeugen, Spielzeugsachen usw. ist eine Anwendung möglich.

Ansprüche

1. Betätigungselement, welches in einem Gehäuse oder einer Blende sowie Konsole untergebracht ist, aufweisend einen Betätigungsknopf, Kontaktpillen und eine Leiterplatte dadurch gekennzeichnet, daß

- das Betätigungselement (100) joystickartig ausgeführt ist,

- welches über den Betätigungsknopf (2) in vier unterschiedliche Kontaktlagen gebracht werden kann, wobei

- der Betätigungsknopf (2) eine schwenkartige Bewegung ausführt und

- jeweils nur eine Kontaktgabe über die Kontaktpillen (41) auf der Leiterplatte (4) erfolgt.

2. Betätigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es flach gehalten ist.

3. Betätigungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsknopf (2) teilweise aus lichtdurchlässigem Material besteht.

4. Betätigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsknopf (2) an der Oberseite (21) vier zueinander symmetrisch angeordnete Ausbuchtungen (22) und / oder Erhebungen aufweist.

5. Betätigungselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbuchtungen (22) und/ oder Erhebungen den selben Abstand zur Mitte des Betätigungsknopfes (2) besitzen.

6. Betätigungselement nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich dieser Ausbuchtungen (22) die Materialstärke dünner ausgeführt ist.

7. Betätigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß über einen Rand (23) am Betätigungsknopf (2) beim funktionalem Gebrauch ein Anschlag am Gehäuse (1) realisiert wird.

8. Betätigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb am Betätigungsknopf (2) vier Dome 24 angebracht sind, die mit den Ausbuchtungen (22) funktional zusammenwirken.

9. Betätigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsknopf (2) angeformte Stege (25) aufweist, die eine Schaltfunktion oder Nichtschaltfunktion bewirken.

10. Betätigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsknopf (2) innerhalb einer Führung (31) eines Zwischenstücks (3) geführt wird, welches sich zwischen dem Betätigungsknopf (2) und der Leiterplatte (4) befindet.

11. Betätigungselement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenstück (3) Niederhalter (32) aufweist, die eine Kontaktmatte (40) gegen die Leiterplatte (4) niederhalten.

12. Betätigungselement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktmatte (40) als eine vier-fach-Kontaktmatte mit rückstellbaren Kontaktpillen (41) ausgebildet ist.

13. Betätigungselement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktmatte (40) im Bereich des Kontaktzentrums der Kontaktpillen (41) Durchführungen (42) für ein Durchtreten von LED's (5) besitzt.

14. Betätigungselement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Dome (24) des Betätigungsknopfes (2) als Lichtleiter ausgeführt sind.

15. Betätigungselement nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (100) die Abmaße eines herkömmlichen Tasters aufweist.

16. Betätigungselement nach einem der Ansprüche zur Steuerung eines Cursors eines Navigationssystems.

Zeichnung