安装有活动致动零件的操作元件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及了一种定义了致动面的操作元件，尤其适用于机动车，包括活动安装的致动零件。
【背景技术】
[0002]专利DE19911389A1中公开了一种触控板，其上安装有两个角度相对的轴，他们相对壳体可以活动。触控板被支承在四个轮轴轴承上，每两个轮轴轴承对齐，从而形成了平行于触控板表面的两个轴。该设计结构允许触控板能够垂直于它的表面运动，其中，较小的轮轴轴承间隙还允许其在水平方向上稍微倾斜。
[0003]专利DE10341016A1中公开了一种带有圆形致动面的旋转盘/推盘，其与致动面垂直的轴相对于壳体可以进行线性移动，并在此时会触发切换功能；而圆形致动面通过一个杯形导向元件也可以进行线性移动。
[0004]此外，专利DE102005026894A1和DE19614432A1中公开了椭圆形状的操作元件。它们通过一个弓型结构可被平行牵引移动。
[0005]带致动零件的操作元件具有相对延展的致动面，但也具有一个基本问题:由于致动面的日益扩张，公差会愈发对致动面致动时的平行对齐精度造成消极的影响。而由此导致的倾斜一方面处于美观的原因并不是我们所希望看到的。
[0006]另一方面，一般情况下围绕着致动零件的孔口和致动面之间必要的缝隙中漏入异物，从而增加了异物进入致动零件的下部区域风险，或者至少会出现密封这一缝隙出现困难的问题。倾斜也同样隐含着机械支撑卡住以及出现严重磨损的风险。此外，这样会要求致动零件的安装高度极小，并且同时具有很高的机械稳定性。我们还希望这些操作元件能够通过致动面的机械刺激提供一个触觉反馈，尤其是对致动零件无间隙的支持，其目的不仅仅在于实现精确的触觉刺激，还在于在振动刺激的条件下去最小化噪音的产生。
【发明内容】
[0007]因此，本发明的目的在于提供一种操作元件，其致动面在致动零件平行运动时在平面上能够体现出一个较大的扩张(与其活动方向相垂直)，在精度、耐用性和/或空间方面有一定的优化。
[0008]该操作元件特别适用于在机动车上使用。它最具成本效益，耐用且易于制造。该操作元件的特点尤其在于在致动活动时保持致动面的高精度对齐。
[0009]根据权利要求1，操作元件解决了这个问题。请参见从属权利要求和实施例的概述(非限制性)了解本发明的其它优点和特征。
[0010]依据本发明，该操作元件包括一个壳体和一个致动零件，其中的致动零件为灵活安装。此外，致动零件还定义了一个致动面，例如椭圆形或梯形的表面。致动面最好应安装在面向使用者的操作元件一侧。使用者可以依据发明，例如通过一根手指手动致动，使其相对于壳体在线性致动方向上横向移动。依据发明，我们可从静止位置移动致动零件。静止位置是定义的起始位置，它能够在线性致动活动中无需致动作用的影响来占用致动零件。依据发明，致动零件通过一个额外的复位装置被强制推入静止位置上。因此，依据发明，操作元件还包括一个复位装置来将致动零件复位到静止位置，例如，复位装置可由弹性材料制成，通过致动活动可以变形；致动活动结束后，其会恢复到其原来的形状。例如，操作零件通过一个或多个弹簧被张紧在静止位置。
[0011 ] 依据本发明，操作元件至少应该包括一个齿轮，且其各自应具有一个可以旋转安装的传动输出轴。例如，齿轮的数量(至少各自包含一根传动输出轴)依据致动面的大小和尺寸而定。例如，对于三角形的或正方形的致动面来说，三个或四个齿轮的传动输出轴被安装在一个假想的三角形或正方形的几个顶点上。所述致动零件可以同至少两个齿轮的部件合为一体，例如，通过一个共同的注塑成型工艺制得。
[0012]依据本发明设计，该齿轮致动零件的线性致动活动会被传导至属于各齿轮的输出轴的旋转活动上，反之亦然。这里的相反情况指的是，每个齿轮都可以将其传动输出轴的旋转活动回馈到致动零件的线性活动上。例如，传动输出轴安装在壳体或者致动零件上，并且可以旋转。例如，传动输出轴可以被设计为中空轴，安装在刚性连接到壳体的榫子上并且可以旋转。
[0013]依据本发明，操作元件还要求，一个齿轮传动输出轴的旋转活动通过一个耦合装置至少可以被传递到另一个齿轮的传动输出轴上，反之亦然。耦合装置这个术语的涵义很广泛，包括例如另一个齿轮，如齿轮传动装置或者缆绳卷扬机。
[0014]在通过耦合装置完成的传递过程中，所有齿轮的线性致动活动至少为同一方向，此外，最好为均匀活动。本发明中的均匀和同向指的是所有齿轮的线性活动直到失位损失前都可以通过缝隙同步协调进行。依据发明，同向仅仅指的是相对于致动面的纯横向运动，并不一定指的是传动输出轴旋转方向上的运动。其旋转方向不一定必须为相同的方向，但可以在相同的方向上。
[0015]依据本发明，该操作元件允许安装致动零件尽可能地保证零间隙。此外，致动零件可以不产生任何倾斜即可进行精确的机械活动。
[0016]最好的情况是，所有齿轮引发的同向线性致动活动可以使致动零件均匀地，即同步地在线性致动方向上移动。本发明的均匀性指的是致动零件相对于其静止位置所做出的平行移动。例如，致动零件在垂直于致动面的方向上运动，在其他的方向上没有任何进一步的运动。线性致动方向上2毫米的线性致动活动会导致所有齿轮在线性致动方向上产生一个2毫米的输入冲程。为了减少零件的数量和部件的复杂性，所有齿轮的设计最好相同。
[0017]最好的情况是，耦合装置包括一条缆绳、一条带齿的皮带或者一根拉杆和/或推杆，来保证在所有齿轮的传动输出轴之间尽可能地无损传递旋转活动。例如，规定配备一条缆绳和采用轴法兰各自安装在传动输出轴上的驱动轮(与缆绳共同作用)。旋转活动随后通过摩擦经过驱动轮被传递到缆绳上。
[0018]例如，齿轮推荐选择凸轮齿轮。而最好的情况是，齿轮为主轴齿轮(最少拥有一个主轴齿轮)。例如，主轴齿轮拥有两个、三个或更多个主轴擒纵机构。例如，主轴齿轮此外还包括一个凸轮或者至少一个咬合主轴齿轮的主轴螺纹，其中的凸轮或者主轴螺纹数量依据主轴擒纵机构的数量而定。至少一个主轴齿轮在线性致动方向上的斜率应保证，在任何一个驱动方向上都不会导致自锁。例如，主轴齿轮至少应该具有一个主轴齿轮，其在线性致动方向上的斜率大于5°，但是要小于自锁角度。例如，根据齿轮的各自尺寸，斜率应该在20°至50°的范围之内；而更好的情况是，斜率应该在35°到48°的范围之内；特别好的情况是将斜率规定为45°。
[0019]最好的情况是，致动零件横向活动的最大冲程位于0.5毫米至5.0毫米这个范围之间。最好的情况是，该最大冲程位于0.8毫米至2.0毫米的范围内。而更好的情况是，该最大冲程位于0.9毫米至1.2毫米的范围内。
[0020]最好的情况是，设计齿轮时，通过致动零件横向活动给致动活动定义的和规定的最大冲程具有一个180°或者更低的旋转角度；而更好的情况是，该旋转角度为90°或者更低。例如，线性活动方向上I毫米的运动都会导致传动输出轴旋转约10°，反之亦然。将旋转尺度限制在一个最大的角度上为我们开启了一个可能性，例如，可以使用一个联动机构来耦合旋转活动，或者将前述的缆绳刚性地绑定在驱动轮上(偶尔)，例如胶合在驱动轮上，从而避免传动输出轴之间的耦合出现滑动的可能。此外，在旋转尺度受限的情况下，主轴擒纵机构的长度也应相应地缩小，例如，不一定要等于圆周的长度。
[0021]最好的情况是，相对于其活动方向，至少同向安装两个齿轮与其所属的传动输出轴。例如，设计的传动输出轴应该保证其逆时针旋转会导致主轴齿轮在致动零件静止位置的方向产生线性活动，或者反之亦然。
[0022]最好的情况是，在至少一个齿轮或者一根传动输出轴上集成一个复位装置，用于致动零件的复位，例如，在齿轮上集成一根弹簧。
[0023]而根据另一个设计，本发明还设有一个位置检测装置，例如致动零件的位置检测装置和/或一个压力探测装置(操作员在起动时会对之施以致动力)。例如，通过线性致动活动可以触发切换功能。例如，依据一个实施例，致动零件的机械活动能够导致按键的电接触。
[0024]最好的情况是，操作元件中包括的位置检测装置至少包含一根传动输出轴。该装置会检测传动输出轴旋转的调整尺度，即操作致动零件后，主轴齿轮从其静止位置所偏离的尺度。例如，相应的信息将被用于触发切换功能。而根据另一个设计，耦合装置直接完成位置检测和/或力量的测量，例如，通过测定缆绳的活动情况来检测位置。
[0025]最好的情况是，本发明中的操作元件包括至少一个用于生成触觉反馈的致动器，该致动器会作用到耦合装置上，或者至少作用到一根传动输出轴上。当其触发了切换功能，使用者会收到一个明显的触觉反馈，例如，他可以感觉到一次振动。
[0026]最好的情况是，设计用于位置检测的装置和/或压力传感器时能够使之通过致动器生成触觉反馈。
[0027]而更好的情况是，所设计的致动零件包括一个对于触摸敏感的输入界面，例如，致动零件的致