开关操作装置的制作方法

本发明涉及按照权利要求1的前序部分所述的开关操作装置。

背景技术：

这种开关操作装置可以例如设计成用于操作不同的功能的触摸板。开关操作装置可以尤其使用在机动车中。

这种开关操作装置具有用于通过用户操作的能手动运动的操纵面。操纵面与具有至少一个夹紧地布置的弹性的元件的移动器件这样配合作用，使得操纵面能够基本上线性地从起始位置或零位运动了至少一段路程地进入操纵位置。操纵位置可以构造成开关位置，使得操纵面在开关位置中开关式作用到开关元件上、传感器上或类似物上。然后在此产生了开关信号，开关信号又可以用于触发相应配属的功能。业已表明，尤其在操纵面通过用户偏心地操作时可能出现操纵面的倾斜。

技术实现要素：

本发明的任务是，这样扩展设计开关操作装置，使得尽量避免通过用户操作时操纵面的倾斜。

该任务在这种开关操作装置中通过权利要求1的特征部分的特征解决。

在按本发明的开关操作装置中，弹性的元件设计成薄膜类型的有微小的厚度的平坦的元件，使得弹性的元件能够基本上垂直于薄膜的表面弹性地偏转。在此尤其这样来设计弹性的元件，使得它的厚度参考弹性的元件的平面的延展长度小。由此有利地达到了操纵面在其运动时的平行导引，因而尽可能地避免了操纵面的倾斜。本发明的其它的设计方案是从属权利要求的主题。

操纵面可以具有平面的设计，更确切地说是这样的，即，操纵面具有朝着第一方向(x轴)的长度以及朝着第二方向(y轴)的宽度。此外，操纵面能够朝着尤其基本上垂直于前两个方向(x轴和/或y轴)的第三方向(z轴)借助移动器件线性地运动了一段路程。操纵面在此可以用小的行程操纵，更确切地说，因而操纵面的长度和/或宽度沿前两个方向(x轴和/或y轴)中的至少一个要大于针对操纵面朝第三方向(z轴)的可活动性、用于通过移动器件导引的那段路程。在此可以有利地实现操纵面朝第三方向(z轴)相对前两个方向(x轴和/或y轴)无倾斜的可活动性。

通常可以为开关操作装置设壳体。操纵面优选布置在所述壳体的表面上，该表面在开关操作装置在机动车中装入之后能让用户手动够到。此外，为了简单的可操作性，操纵面能朝着壳体的内部的方向运动。在有利且成本低廉的设计方案中，操纵面与框架和/或间隔件配合作用。操纵面可以相宜地固定在框架处和/或间隔件处。

在另一个设计方案中，弹性的元件可以夹紧在框架处和/或间隔件处。为此可以以简单的方式借助薄膜将框架与间隔件连接。为了针对操纵面的运动进行更为精确的导引的目的，可以合适的是，为框架与间隔件的连接设置两个基本上彼此平行布置的薄膜，所述薄膜优选布置在框架和/或间隔件的彼此对置的侧面处。

在一种优选的以及功能可靠的设计方案中，框架可以不活动地布置在壳体中。间隔件可以能活动地布置在框架内的容纳部中，更确切地说特别是以导引结构的类型。为了精确导引的目的，可以合适的是，容纳部大致设计成十字形且间隔件与容纳部对应地设计。

在简单且高品质的设计方案中，薄膜尤其在其边缘处可以通过焊接、铆接、拧接、粘接、热填缝、夹紧或类似方法固定在框架处和/或间隔件处。焊接可以借助超声焊、摩擦焊、激光焊或类似方法以制造技术上简单的方式完成。

弹性的元件可以成本低廉地用刚性的塑料膜和/或薄的塑料板制成。塑料膜和/或塑料板相宜地这样设定尺寸，使得这个塑料膜和/或塑料板具有这样的刚度，从而使薄膜在未经操纵的操纵面中，也就是说用户没有力作用到操纵面上时，基本上不具有变形。用于塑料膜和/或塑料板的塑料可以例如是聚碳酸酯、聚酰胺或类似的热塑性塑料。作为备选，薄膜也可以由薄的金属板制成，但基于经济性在此还是塑料更为优选。考虑到经济性，框架和/或间隔件相宜地同样可以由塑料制成，特别是由聚碳酸酯、聚酰胺或类似物制成。框架和/或间隔件可以以制造技术上简单的方式借助注塑制造。

开关元件、传感器或类似物可以基于操纵面在开关位置中的开关式作用产生信号。这个信号然后又可以以开关信号的方式用于开关和/或用于触发所配属的功能。示例性地，然后可以在作为开关操作装置的按本发明设计的触摸板中通过用户的手指的运动在操纵面上和/或通过操纵面由用户选出在机动车中的期望的功能。操纵面紧接着通过借助手指到操纵面上的压力为了产生开关信号而运动，由此又开关和/或触发了机动车中的所配属的功能。

最后可以以简单的方式使被动式工作的和/或主动式工作的元件为了操纵面的复位和/或为了产生针对操纵面的运动的触觉而与操纵面配合作用。被动式工作的元件可以以功能可靠且仍然成本低廉的方式由压力弹簧、开关、触觉垫或类似物构成。主动式工作的元件可以以同样功能可靠的方式由压电元件、行程磁体或类似物构成。

被动式工作和/或主动式工作的元件可以与间隔件配合作用。在另一种以用户的特别人体工学的可操作性突出的优选的设计方案中，被动式工作的和/或主动式工作的元件可以布置在处在壳体内的凸台处。所述凸台可以伸入间隔件内的凹槽中。此外，面朝凸台的凸轮可以布置在所述操纵面处，使得该操纵面借助凸轮与主动式工作的和/或被动式工作的元件配合作用。

针对按本发明的开关操作装置的一种特别优选的设计方案，要着重指出的是下列内容。

在操纵一个它的操作面具有比可供使用的所需的导引长度更大的延展长度的操作元件时，在偏心地操纵时产生了一个转矩。这个转矩可能在迄今为止的操作元件中在导引结构内引起这样高的摩擦力，使得可能出现卡住。

因此应当实现一个操作面，其被这样支承，使得在通过操作者操纵时面可以沿z方向线性移动。更确切地说，在此应当不出现操作面的倾斜。无倾斜的线性的操纵应当确保与所选择的操纵点无关。应当进一步力求尽可能小的结构深度。操作面的支承应当是无隙的。

在所建议的操作元件中，在偏心地操纵时产生的反应矩被一个和/或两个能弹性变形的元件接受，所述能弹性变形的元件承受拉力。

为此，框架与间隔件通过一个和/或两个薄的、弹性的面连接。所述连接通过焊接、铆接、拧接、粘接、热填缝、夹紧或类似方法实现。弹性的面既在间隔件处也在框架处在合适的部位上固定地连接，浮动轴承就此而言不是必需的。在框架和间隔件之间存在足够的自由空间，因此这些自由空间在操纵时不会互相妨碍。任意模制的操作面可以既安装在框架处也安装在间隔件处。若框架或间隔件用作基底，那么间隔件或框架可以通过在任意部位处的力作用沿z方向移动。为了能实现针对用户的触觉的反馈，可以在能活动的部分的任意位置处通过被动式元件，例如开关、触觉垫或类似物，或者通过主动式元件，例如压电元件、行程磁体或类似物，导入一个反力。

因此创造出了一种带有不同的触觉元件的平行式导引的操作面。

用本发明达到的优势尤其在于：

-操纵面或操作面没有倾斜的平行移动，

-低摩擦的运动，

-无隙的支承，

-低噪音的操纵，

-数量很的构件

-小的结构深度

-简单的制造以及高的安装友好性

-在触觉设计方面的高灵活度，以及

-在操纵面或操作面的造型方面的高灵活度。

附图说明

本发明的带有不同的扩展设计和设计方案的实施例在附图中示出且在接下来加以详细说明。附图中：

图1在立体视图中示出了开关操作装置；

图2示出了图1的开关操作装置，其中，壳体被去除；

图3是图2的开关操作装置的分解图；

图4是沿图1中的线2-2的剖面；

图5是如在图4中那样的剖面，其中，更为详细地示出了用于薄膜的固定位置；

图6是图5的布置的零件的俯视图；

图7是如在图5中那样的剖面，其中，详细示出了操纵时力的吸收；

图8在分解图中示出了另一个开关操作装置；

图9是按图8的布置的俯视图；

图10是按图8的布置的剖面；

图11是按另一个实施方案的开关操作装置的俯视图；

图12在分解图中示出了图11的开关操作装置；

图13是图12的开关操作装置的剖面；

图14在立体视图中示出了按再另一个实施例的开关操作装置；

图15在分解图中示出了图14的开关操作装置；

图16示出了图15的一个零件；以及

图17是图14的开关操作装置的各种剖面。

具体实施方式

在图1中可以看到触摸板类型的开关操作装置1，其尤其用于机动车。开关操作装置1具有由塑料制成的壳体13，在该壳体的能手动够到的表面14处有一个沿x和y方向延伸的操纵面2或操作面2。用户可以通过借助元件5在操纵面2处的手动的作用按规定来操作所述开关操作装置1。元件4可以涉及人的手6的手指5，因而借助手指5的相应的运动实现了按规定的操作。开关操作装置1例如可以布置在机动车的中控台中以及设置用于操作机动车内的巡航系统、屏幕或类似物。开关操作装置1可以借助插接件15例如连接到机动车内的总线系统上。

开关操作装置1设有与操纵面2配合作用的、未进一步示出的传感器。例如电容性工作和/或用红外线辐射工作的传感器，在元件5、在此例如为用户的手6的手指5接近操纵面2时和/或在借助于元件5接触操纵面2时和/或在借助元件5施加压力到操纵面2上时，产生了一个信号。该信号然后以开关信号的方式在机动车中用于开关和/或触发和/或选择功能。

开关操作装置1的操纵面2设计成能进一步朝着方向3(z方向)运动，因而操纵面2可以手动地借助手指5沿着方向3以及因此朝着壳体13的内部的方向运动。操纵面2为此设计有与壳体13的环绕的边缘区域8的微小的间隙8´。如进一步在图2中可以看到的那样，操纵面2为此与移动器件4这样配合作用，使得操纵面2能基本上线性地从起始位置或零位运动至少一段路程进入操纵位置。操纵位置构造成开关位置，使得操纵面2在开关位置中开关地作用到未进一步示出的电的开关元件上。开关元件在此产生了一个开关信号，开关信号例如可以用作“输入(enter)”指令以及因此用于开关和/或触发机动车中所配属的功能。也可以取代电的开关元件使用传感器，如霍尔传感器、感应式传感器、光栅或类似物。

移动器件4具有至少一个夹紧式布置的弹性的元件7。如由图3详细可知那样，该弹性的元件7设计成薄膜类型的有微小的厚度的平坦的元件，使得该弹性的元件7基本上垂直于薄膜的表面，亦即沿z方向3弹性地能偏转。尤其微小的厚度可以指的是，该弹性的元件7的厚度参照其平坦的延展长度小。操纵面2与框架9和/或间隔件10配合作用。在当前，所述框架9与所述间隔件10借助薄膜7，更确切地说借助两个基本上彼此平行布置的薄膜7连接，这两个薄膜布置在所述框架9和/或所述间隔件10的彼此对置的侧面处。弹性的元件7在此在框架9处和/或在间隔件10处夹紧，如图4中可以看到的那样。薄膜7为此在其边缘处通过焊接固定在框架9处和/或间隔件10处，其中，焊接位置在图5中或图6中详细示出。焊接可以借助超声焊、摩擦焊、激光焊或类似方法完成。取代焊接也可以通过铆接、拧接、粘接、热填缝、夹紧或类似方法进行薄膜7的固定。

按照图3，弹性的元件7由刚性的塑料膜和/或薄的塑料板构成。塑料膜和/或塑料板以这样的刚度设计尺寸，使得这种塑料膜和/或塑料板在未加负荷的状态下基本上不遭受变形。塑料膜和/或塑料板的弹性的偏转在操纵面2基于用户的操作的相应的运动下才完成。薄膜7弹性偏转时，成对出现的拉力被吸收，如在图7中详细示出的那样，且防止了操纵面2的倾斜。

用于塑料膜和/或用于塑料板的塑料可以涉及聚碳酸酯、聚酰胺或类似物。框架9和/或间隔件10可以同样由塑料制成，例如由聚碳酸酯、聚酰胺或类似物制成。框架9和/或间隔件10相宜地借助注塑制造。

框架9不活动地布置在壳体13中，如由图4可知的那样。间隔件10按照图6以导引结构的类型能活动地布置在框架9内的容纳部23中。在当前，该容纳部23大致设计成十字形且间隔件10与该容纳部23对应地设计。操纵面2借助螺钉12固定在间隔件10处，如在图3中可以看到那样。当然可以以效果翻转的方式取代操纵面2固定在间隔件10处地规定操纵面2固定在框架9处，以及将间隔件10不活动地布置在壳体13中，但这并未进一步示出。

此外，在图3中示出的、用于使操纵面2复位到起始位置和/或用于产生针对操纵面2运动进入操纵位置中的触觉的被动式工作和/或主动式工作的元件11，可以与操纵面2配合作用。被动式工作的元件11可以由压力弹簧、开关、触觉垫或类似物构成，以及主动式工作的元件11可以由压电元件、行程磁体或类似物构成。被动式工作的和/或主动式工作的元件11布置在一个位于壳体13中的，更确切地说位于壳体13的基板上的凸台24处。如人们进一步在图4中看到的那样，凸台24伸入间隔件10内的凹槽25。面朝所述凸台24的凸轮26进一步布置在操纵面2处。该操纵面2然后在其借助凸轮26运动时与主动式工作和/或被动式工作的元件11配合作用。元件11当然也可以直接与间隔件10配合作用，但这并未进一步示出。

因此总而言之可以说，所述开关操作装置1的操纵面2具有带有朝着第一方向(例如x轴)的长度以及朝着第二方向(例如y轴)的宽度的平坦的造型。操纵面2朝着基本上垂直于前述两个方向(x和/或y轴)的第三方向(例如z轴)能线性地借助移动器件4运动一段路程。操纵面2的沿前述两个方向(x和/或y轴)中的至少一个的长度和/或宽度要大于为了操纵面2朝第三方向(z轴)的可活动性、用于通过移动器件4导引的那段路程。基于移动器件4的所说明的设计方案，操纵面2朝第三方向(z轴)的可活动性相对前述两个方向(x和/或y轴)无倾斜。

在图8至10中可以看到针对开关操作装置1的另一个实施例。这个开关操作装置1又具有一个弹性的元件，该弹性的元件设计成薄膜7类型的有微小的厚度的平坦的元件。移动器件4额外包括用于在操纵面的操纵时精确地导引操纵面2的键槽式导引结构16。操纵面2作用到两件式构造的操纵机构18上，因而可以对应各操纵产生两个开关信号。

作为再另一个实施例，在图11至图13中示出了短行程键类型的开关操作装置1。这种开关操作装置1可以有利地使用在机动车中。该开关操作装置1具有盖帽类型的可活动的操纵面2，如由图12详细可知的那样。所述操纵面2按照图11具有朝着第一轴x以及朝着第二轴y的延展长度，其中，两条轴x、y彼此垂直。操纵面2与移动器件4这样配合作用，使得操纵面2能够基本上线性地沿着第三轴z的方向从起始位置运动了至少一段路径进入操纵位置，其中，第三轴z基本上垂直于第一和第二轴x、y上。操纵位置构造成开关位置，使得所述操纵面2在开关位置中开关式作用到未进一步示出的开关元件、传感器或类似物上以产生用于开关和/或触发功能的开关信号。移动器件4包括用于沿第一轴x和/或在第一轴x处导引操纵面2的导引器件17。移动器件4此外还包括至少一个夹紧地布置的、用于沿第二轴y和/或在第二轴y处导引操纵面2的弹性的元件7。如人们借助图11可以看到的那样，操纵面2沿着第一轴x的延展长度大于沿着第二轴y的延展长度。当然反过来操纵面2沿着第一轴x的延展长度小于沿着第二轴y的延展长度，但这并未进一步示出。操纵面2朝着前面两条轴x和/或y中的至少一条的长度和/或宽度又大于为了操作面2朝第三轴z的可活动性、用于通过移动器件4导引的那段路程。在此实现了操纵面2相对前面两条轴x和/或y无倾斜地朝着第三轴z方向的可活动性。

弹性的元件7设计成薄膜类型的有微小的厚度的平坦的元件，使得该弹性的元件7基本上能垂直于薄膜的表面弹性地偏转。移动器件4包括操纵机构18，其中，该操纵机构18与框架9和/或间隔件10配合作用。框架9借助薄膜7，更确切地说在当前借助两个基本上彼此平行地布置在框架9和/或间隔件10的彼此对置的侧面上的薄膜7，与间隔件10连接。所述间隔件10更确切地说借助螺旋连接19又固定在操纵机构18处。

导引器件17包括导引肋17´以及与该导引肋17´配合作用的槽17´´。导引器件17的一个组成部分17´设在操纵机构18处以及导引器件17的另一个组成部分17´´设在框架9处。弹性的元件7又由刚性的塑料膜和/或薄的塑料板构成，其中，弹性的元件7夹紧地固定在框架9处和/或间隔件10处。固定可以借助焊接、粘接、铆接或类似方法实施，其中，在图13中绘出了所规定的焊接位置。

盖帽类型的操纵面2安装在操纵机构18上。此外设置用于开关操作装置1的壳体13。操纵面2在此布置在壳体13的一个侧面处且能朝着壳体13的方向3运动。

在图14至图17中示出了针对带有壳体13的开关操作装置1的再另一个实施方案，该开关操纵装置尤其使用在机动车中。所述开关操作装置1具有布置在壳体13的一个侧面处的、能朝着壳体13的方向运动的操纵面2，该操纵面按照图14设计成操作板的类型。如人们进一步借助图15看到的那样，操纵面2与移动器件4这样配合作用，使得操纵面2能基本上线性地从起始位置出来运动了至少一段路程进入操纵位置。操纵位置构造成开关位置，使得操纵面2在开关位置中开关式作用到未进一步示出的开关元件、传感器或类似物上以产生用于开关和/或触发功能的开关信号。

操纵面2沿一个方向不对称地设计，更确切地说，大致为双楔形，如人们例如借助图16看到的那样。操纵面2在此具有朝着第一方向(x)的最大的长度以及朝着第二方向(y)的最大的宽度。操纵面2又能够朝着基本上垂直于前两个方向(x和/或y)的第三方向(z)借助移动器件4线性地运动经过一段路程。在此，操纵面2朝前两个方向(x和/或y)中的至少一个的最大的长度和/或最大的宽度又大于针对操纵面2朝着第三方向(z)的可活动性的那段路程。移动器件4的设计方案造成了操纵面2相对前两个方向(x和/或y)无倾斜地朝着第三方向(z)的可活动性。

所述移动器件4具有至少一个夹紧布置的弹性的元件7。移动器件4进一步包括框架9以及导引元件10。移动器件4的至少一个部分参照操纵面2沿着至少一个方向偏心布置，更确切地说，这个部分涉及所述导引元件10，如借助图15可以看到的那样。弹性的元件7又设计成薄膜类型的有微小的厚度的平坦的元件，使得该弹性的元件7能基本上垂直于薄膜的表面弹性地偏转。框架9借助薄膜7，更确切地说在当前借助两个基本上彼此平行地布置在框架9和/或导引元件10的彼此对置的侧面上的薄膜7，与导引元件10连接。弹性的元件7进一步由刚性的塑料膜和/或薄的塑料板构成，其中，弹性的元件7夹紧地固定在框架9处和/或导引元件10处。固定可以借助焊接、粘接、铆接或类似方法实施，其中，在图16中详细示出了用于薄膜7的焊接位置。

如人们进一步借助图17看到的那样，导引元件10沿一个方向大致居中地定位在框架9中。但导引元件10沿大致垂直于所述一个方向的另一个方向偏心地定位在框架9中。按照图14，缺口20偏心地处在操纵面2中。与此相应的是在导引元件10的内部和/或与此对应地在弹性的元件7中布置着一个圆形的缺口20，如借助图16以及图17可以看到的那样。导引元件10由两个部分10´、10´´构成，其中，在导引元件10和/或框架9的部分10´、10´´之间布置着减震元件21，如人们也在图17中看到的那样。所述减震元件21减缓在操纵操纵面2时和/或在操纵面2复位时该操纵面2的硬性的终端冲击。所述操纵面2借助螺旋连接19固定在导引元件10处。

最后，用于操纵面2的复位和/或用于产生针对操纵面2的运动的触觉的触觉元件与所述操纵面2配合作用。与操纵面2的配合作用在此可以尤其通过导引元件10完成。触觉元件关于操纵面2偏心地布置在导引元件10的区域中。在图16中绘出了用于触觉元件的偏心的位置22。

本发明并不局限于所说明的以及所示出的实施例。它们更确切地说也包括所有在通过权利要求限定的发明的框架内的专业的扩展设计。因此按本发明的开关操作装置1能够不仅用作用于机动车的触摸板，而且也用于别的带有大面积的操作表面以及伴随线性的操纵和必要时伴随短行程的开关元件。开关操作装置1此外也可以使用在家用器具、音频装置、视频装置、无线通讯装置或类似装置中。

附图标记列表

1开关操作装置

2操纵面/操作面

3方向箭头

4移动器件

5手指

6手

7弹性的元件/薄膜

8(壳体的)边缘区域

8´(沿着边缘区域的)间隙

9框架

10间隔件/导引元件

10´、10´´(导引元件的)部分

11被动式/主动式元件

12螺钉

13壳体

14表面

15插接件

16键槽式导引结构

17导引器件

17´导引肋

17´´槽

18操纵机构

19螺旋连接

20缺口

21减震元件

22(用于触觉元件的)位置

23容纳部

24凸台

25凹槽

26凸轮。