专利名称：带有中心按键的操纵元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种带有操作按钮的操纵元件，所述操作按钮支承在 外壳、控制面板或类似装置中，并且可在一初始位置和多个开关或接 触位置之间摆动式运动。
背景技术：
此类型的操纵杆式的操纵元件是公知的，并且在实践中应用于各 种领域，用来控制机器、软件程序等。尤其是将所述操纵元件应用于 汽车中，以控制导航设备或汽车监控计算机。在这种情况下，所述操 纵元件通常设置在驾驶员座和副驾驶员座之间的控制面板上，从而得 到对于驾驶员 一 目了然的操纵可能性。DE 101 52 978 Al公开了例如一种操纵元件，其设计为平的并且 如此地构造，使得操作按钮可以在四个不同的开关位置或接触位置中 倾斜，其中， 一个设置在操作按钮上的拱形盖分别与印刷电路板的相 应接触球形成接触并对其弹性地下压，从而实现给操作者的触觉反馈 信息。公知的操纵元件确保在操作按钮的每个摆动位置中分别仅有一个 触点接通。但部分地被视为昂贵的是，为每个开关位置配属一个带有 触觉功能的接触元件。发明内容本发明的目的是提供一种开头所述类型的操纵元件，其具有简单 构造。上述目的根据本发明这样实现，给操作按钮配设一个中心的、确 定操纵元件的开关点的、具有触觉功能的按键，当将操作按钮从其初始位置绕沿着开关或接触位置的方向摆动一个预定角度时，所述按键 被操作一次。因而，本发明的构思是设置一个在所有倾斜方向上使用的中心按 键，以确定操纵元件的触觉分布以及开关点或开关阈。从而可以确保 开关点和触觉分布对于所有接触或开关位置都相同。本发明的另一优 点在于，开关功能由方向识别分离。因而，对于按键以及接触元件都 可以使用标准部件，从而所述操纵元件结构简单而且有利于制造。此 外，所述按键的开关点的以及接触元件的接触连接延时发生。合乎目 的的方式是这样设置接触元件，使得在轴的倾斜角较小时进行开关位 置的识别，作为按键的开关功能。这能确保操纵元件的实际开关功能。 根据本发明的一种实施方式，当操作按钮从其初始位置摆动到接 触位置时，按键克服弹簧元件的回复力被下压。作为替代方式，所述 按键在所述操作按钮的初始位置时可被压下，而当操作按钮摆动到接 触位置时被释放并且通过配设于按键的弹性元件抬起。当操作按钮通 过至少一个弹性元件支承在外壳上并被压到其初始位置时，所述弹性其中，可以通过中心弹簧将操作按钮支承在外壳上，从而借助所述弹 簧对操作按钮定心。作为替代方式，也可以将多个较小的弹簧用于各 个倾斜方向。在本发明的其他构造中设定，所述操作按钮设置在轴的自由端部 上，所述轴可摆动地支承在外壳、控制面板或类似装置中。在这种情 况下，所述按键可配设在轴的与操作按钮相对的端部上，其中，所述 轴的与操作按钮相对置的端部以合乎目的的方式与所述按键形成直接 接触。作为替代方式，所述按键可以配设一个在纵向上导向的顶杆， 所述顶杆的一端与按键接触，顶杆的另一端与轴这样地作用连接，从 而将所述轴的摆动运动转换成所述顶杆的轴向运动。例如可以在所述 按键和顶杆之间设置 一 个球体，所述球体支承在所述顶杆的端侧中的 圆锥形的凹槽中。通常一方面在轴上和另一方面在外壳上设置有相互作用的接触元件副，其中，在所述接触元件副之一的每个接触位置中共同作用形成 接触。在此，可使用机械式触点或光传感器或磁传感器作为接触元件。 尤其是将压敏膜片形成为接触元件或接触元件设计为导电的，从而当 接触时闭合成一个电流回路。
本发明的其它优选设计方式参见从属权利要求和以下关于附图的实施例说明。附图为图la至lc是根据本发明的操纵元件的第二实施方式处于初始位 置和两个开关位置的示意图；图2a至2c是根据本发明的操纵元件的第二实施方式处于初始位 置和两个开关位置的示意图；图3是图2中的局部Z的放大视图；图4是根据本发明的操纵元件的接触元件的接触区的示意性俯视图；图5a至5c是根据本发明的操纵元件的第三实施方式处于初始位 置和两个开关位置的示意图；图6a至6c是根据本发明的操纵元件的第四实施方式处于初始位 置和两个开关位置的示意图；图7a至7d是根据本发明的操纵元件的第五实施方式处于初始位 置和两个开关位置以及所述操纵元件的接触元件的接触区的示意图。
具体实施方式
图la至lc示出了根据本发明的操纵元件1的第一实施方式，其 例如用于车辆中以控制导航系统、汽车监控计算机或类似装置。其中， 图1示出了操纵元件1的初始位置，而图lb和lc示出了操纵元件1 的两个开关位置。所述操纵元件1包括外壳2，该外壳2带有底板3、 侧壁件4和此处为印刷电路板的盖板5。在底板3和盖板5之间设置 有中间板6。此外， 一个设置在外壳2中的轴7也属于操纵元件1，所述轴7 的上方端部从外壳2伸出并且承载一操作按钮9。所述轴7可摆动地 支承载在外壳2中，使得所述轴7能在如图la所示的竖直的初始位置 和总共四个接触或开关位置之间向右(图lb)、向左(图lc)以及从 图面向外和向内摆动。在其初始位置时，所述轴7通过中心螺旋压力 弹簧8按压，该弹簧支承在中间板6和设置在轴7上的接触板10之间， 从而将所述接触板10压在盖板5上。在接触板10和盖板5上设置总共四个相互90度错位设置的接触 元件副11、 12,其中， 一对接触元件副11、 12分别配属于轴的四个 可能的开关位置中的一个，并且当到达该开关位置时形成接触。在外壳2的底板3上还设有一个按键13,当所述轴7在其初始位 置时处在所述按键13上。当所述轴7从其初始位置(见图la)摆入 到其开关或接触位置(见图lb和lc)时，所述按键13被按下。所述 中心按键13具有触觉功能，其与中心弹簧8 —起确定所述摆动运动的 触觉分布，并且其还确定了所述操纵元件1的开关点。所述结构具体 如下，即在所述轴7的倾斜角度较小时并且由此在按键13的接通之前 进行开关位置的识别。因而可以确保特定的接通状态总是只通过由按 键13确定的开关点来确定。在如图la至lc所示的实施方式中，所述操纵元件l具有一个所 谓的推-功能，也就是说，在带有操作按钮9的轴7从其初始位置摆动 到其接触位置过程中，必须通过克服中心弹簧8的回复力将所述轴7 下压。当不期望有推-功能时，作为替代方式可以实现拉-功能。在如 图2a至2c所示的本发明操纵元件1的第二实施方式中实现了这种功 能，第二实施方式具有与第一实施方式相似的基本结构。但是在第二 实施方式中，通过中心压力弹簧8将所述轴7向下压到构成为印刷电 路板的中间板6上，所述压力弹簧8支承在所述外壳2的盖板5和设 置于轴7上的接触板10之间。在此，当处于如图2a所示的初始位置 时，通过轴7压下所述设置在底板3上的按键13，并且一旦当轴7摆 动到其接触位置或开关位置时，所述按键13被释放，从而所述按键13通过一个设置在所述按键13中的回复元件从下压位置抬起并且接 通。在所述轴7摆动到开关位置的过程中，必须克服中心弹簧8的回 复力将所述接触板10抬起，从而实现拉-功能。在如图1和2所示的实施方式中，当设置在接触板10上的接触元 件11和印刷电路板5或6上的对应接触元件12发生接触时(见图lb 和2c左，图lc和2b右)，开关方向,皮识别。例如所述接触元件ll或 12可以导电地构成，从而在接触的过程中电流回路闭合。作为替代方 式，可以将压敏膜用于接触元件11、 12 (力感应电阻FSR技术)。为了实现精确的开关过程，所述接触板10的接触元件11通过一 个环形接片形成楔形截面，所述楔形截面与印刷电路板5、 6的对应的 圓形且V形的槽14接合，在所述槽中，印刷电路板侧的四个接触元 件12设置在印刷电路板5、 6的适当圆周部段上，这在图3和4中可 很好地看出。通过这种结构可以确保在每个开关位置中在所述接触板 的楔形环形接片和印刷电路板5、 6的V形槽14之间仅有一个唯一的 机械接触点，并且相应地清楚确定了朝向由按键13限定的开关点的倾 斜方向，此外，这种构造提供以下优点，即当所述轴7处于初始位 置时，接触板10通过中心弹簧8压在印刷电路板5、 6上，所述接触 板10和印刷电路板5、 6就一直无间隙地调整。因而，所述结构允许 所述操纵杆在圓锥形轴承中导向并由此避免所有轴承间隙。作为替代方式，可使用无接触式工作的接触元件。在如图5a至 5b所示的第三实施方式中，例如为了识别方向叉式光电装置对12形 式的光学传感器被安装在印刷电路板3上，在倾斜至开关位置时，所 述光学传感器的光路通过设置在轴7的接触板10上的隔离元件11接 通，从而识别出方向。图6a至6c所示的实施方式基本上对应于图la至lc所示的第一 实施方式。在此，所述轴7通过球头关节15摆动式支承在外壳2上并 且通过其下端部支撑在顶杆16上，所述顶杆在所述外壳中纵向移动式 导向并且其下侧与按键13接触。其中，所述轴7和顶杆16通过球体 17相连，所述球体17位于所述顶杆16的上方端侧中的圓锥形空隙中。在所述轴从如图6a所示的初始位置摆动至如图6b和6c所示的开关位 置的过程中，所述摆动运动通过球体17转变成所述顶杆的直线运动， 从而压下或抬起所述顶杆并且操作所述按键13。在图7a至7d中示出了本发明的操纵元件的第五实施方式，其同 样基本上相应于图la至lc所示的第一实施方式。与所述第一实施方 式的区别仅在于，所述轴7不是或不仅仅是突出形地构成为一弹性的 支承座(Lagerstumpf) 18形式，所述支承座18的上侧支承在接触板 10上，而在所述支承座18上又直接安装操作元件9。
权利要求
1.一种带有操作按钮(9)的操纵元件，所述操作按钮支承在外壳(2)、控制面板或类似装置中并且可在初始位置和多个开关或接触位置之间摆动地运动，其特征在于为操作按钮(9)配设一个具有触觉功能的中心的、确定操纵元件的开关点的按键(13)，当将操作按钮(9)从其初始位置沿着开关或接触位置的方向摆动一个预定角度时，所述按键被操作一次。
2. 根据权利要求1所述的操纵元件，其特征在于当操作按钮(9 ) 从其初始位置摆动到开关或接触位置时，所述按键(13)克服配属于 所述按键(13)的弹性元件的回复力被压下。
3. 根据权利要求l所述的操纵元件，其特征在于所述按键(13) 在所述操作按钮(9)的初始位置时被压下，而当操作按钮(9)摆动 到开关或接触位置中时，所述按键(13)被释放并且通过配设于按键(13)的弹性元件被抬起。
4. 根据上述权利要求任一项所述的操纵元件，其特征在于所述 操作按钮(9)通过至少一个弹性元件(8)支承在外壳(2)上并压入 到操作按钮的初始位置中。
5. 根据上述权利要求任一项所述的操纵元件，其特征在于所述 操作按钮(9)安装在轴(7)的自由端部上，所述轴(7)可摆动地支 承在外壳(2)或类似装置中。
6. 根据权利要求5所述的操纵元件，其特征在于按键(13)配 设于轴(7)的与操作按钮(9)相对置的那个端部。
7. 根据权利要求6所述的操纵元件，其特征在于轴(7)的与 操作按钮(9)相对置的端部与所述按键(13)处于直接接触。
8. 根据权利要求6所述的操纵元件，其特征在于给所述按键(13 ) 配设一个沿着纵向导向的顶杆(16 )，所述顶杆(16 )的一端与按键(13 ) 接触，所述顶杆(16)的另一端与所述轴(7)这样地作用连接，使得 所述轴(7)的摆动运动被转换成所述顶杆(16)的轴向运动。
9. 根据上述权利要求任一项所述的操纵元件，其特征在于 一方 面在轴(7) /操作按钮(9)上和另一方面在外壳(2)上设置共同作 用的接触元件副(11、 12),其中，在所述接触元件副(11、 12)之一 的每个接触位置时共同作用，以便形成接触。
10. 根据权利要求9所述的操纵元件，其特征在于所述接触元 件(11、 12)构成为压敏膜片。
11. 根据权利要求9所述的操纵元件，其特征在于所述接触元 件(ll、 12)设计为导电的，在接触时一个电流回路闭合。
12. 根据权利要求9所述的操纵元件，其特征在于所述接触元 件(11、 12)构成为光传感器或磁传感器。
13. 根据权利要求9至12中任一项所述的操纵元件，其特征在于 所述接触元件(11， 12) —方面在一支承面上以圆形或V形槽(14) 的形式构成，另一方面在嵌入到所述槽(14)中的楔形环(11)上构成o
14. 根据上述权利要求中任一项所述的操纵元件，其特征在于 这样地设置接触元件(11、 12)，使得在操作按钮(9)的倾斜角较小 时进行开关位置的识别，作为按键(13)的开关功能。
15. 根据上述权利要求任一项所述的操纵元件，其特征在于所 述轴(7)通过滚珠轴承(15)保持在所述外壳(2)中。
16. 根据权利要求1至14中任一所述的操纵元件，其特征在于 所述操作按钮(9)可从其初始位置轴向运动，以操作所述按键(13)。
全文摘要
本发明涉及一种带有操作按钮(9)的操纵元件，所述操作按钮支承在外壳(2)、控制面板或类似装置中并且可在初始位置和多个关闭或接触位置之间摆动地运动。为了简单构成所述操纵元件，给操作按钮(9)配设一个中心的、确定操纵元件的开关点的、具有触觉功能的按键(13)，当将操作按钮(9)从其初始位置沿着开关或接触位置的方向摆动一个预定角度时，所述按键被操作一次。
文档编号H01H25/04GK101243371SQ200680030316
公开日2008年8月13日 申请日期2006年7月1日 优先权日2005年7月15日
发明者A·克拉姆利希 申请人:普雷有限公司