安裝有活動(dòng)致動(dòng)零件的操作元件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及了一種定義了致動(dòng)面的操作元件，尤其適用于機(jī)動(dòng)車，包括活動(dòng)安裝的致動(dòng)零件。
【背景技術(shù)】
[0002]專利DE19911389A1中公開了一種觸控板，其上安裝有兩個(gè)角度相對(duì)的軸，他們相對(duì)殼體可以活動(dòng)。觸控板被支承在四個(gè)輪軸軸承上，每?jī)蓚€(gè)輪軸軸承對(duì)齊，從而形成了平行于觸控板表面的兩個(gè)軸。該設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)允許觸控板能夠垂直于它的表面運(yùn)動(dòng)，其中，較小的輪軸軸承間隙還允許其在水平方向上稍微傾斜。
[0003]專利DE10341016A1中公開了一種帶有圓形致動(dòng)面的旋轉(zhuǎn)盤/推盤，其與致動(dòng)面垂直的軸相對(duì)于殼體可以進(jìn)行線性移動(dòng)，并在此時(shí)會(huì)觸發(fā)切換功能；而圓形致動(dòng)面通過一個(gè)杯形導(dǎo)向元件也可以進(jìn)行線性移動(dòng)。
[0004]此外，專利DE102005026894A1和DE19614432A1中公開了橢圓形狀的操作元件。它們通過一個(gè)弓型結(jié)構(gòu)可被平行牽引移動(dòng)。
[0005]帶致動(dòng)零件的操作元件具有相對(duì)延展的致動(dòng)面，但也具有一個(gè)基本問題:由于致動(dòng)面的日益擴(kuò)張，公差會(huì)愈發(fā)對(duì)致動(dòng)面致動(dòng)時(shí)的平行對(duì)齊精度造成消極的影響。而由此導(dǎo)致的傾斜一方面處于美觀的原因并不是我們所希望看到的。
[0006]另一方面，一般情況下圍繞著致動(dòng)零件的孔口和致動(dòng)面之間必要的縫隙中漏入異物，從而增加了異物進(jìn)入致動(dòng)零件的下部區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)，或者至少會(huì)出現(xiàn)密封這一縫隙出現(xiàn)困難的問題。傾斜也同樣隱含著機(jī)械支撐卡住以及出現(xiàn)嚴(yán)重磨損的風(fēng)險(xiǎn)。此外，這樣會(huì)要求致動(dòng)零件的安裝高度極小，并且同時(shí)具有很高的機(jī)械穩(wěn)定性。我們還希望這些操作元件能夠通過致動(dòng)面的機(jī)械刺激提供一個(gè)觸覺反饋，尤其是對(duì)致動(dòng)零件無間隙的支持，其目的不僅僅在于實(shí)現(xiàn)精確的觸覺刺激，還在于在振動(dòng)刺激的條件下去最小化噪音的產(chǎn)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種操作元件，其致動(dòng)面在致動(dòng)零件平行運(yùn)動(dòng)時(shí)在平面上能夠體現(xiàn)出一個(gè)較大的擴(kuò)張(與其活動(dòng)方向相垂直)，在精度、耐用性和/或空間方面有一定的優(yōu)化。
[0008]該操作元件特別適用于在機(jī)動(dòng)車上使用。它最具成本效益，耐用且易于制造。該操作元件的特點(diǎn)尤其在于在致動(dòng)活動(dòng)時(shí)保持致動(dòng)面的高精度對(duì)齊。
[0009]根據(jù)權(quán)利要求1，操作元件解決了這個(gè)問題。請(qǐng)參見從屬權(quán)利要求和實(shí)施例的概述(非限制性)了解本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)和特征。
[0010]依據(jù)本發(fā)明，該操作元件包括一個(gè)殼體和一個(gè)致動(dòng)零件，其中的致動(dòng)零件為靈活安裝。此外，致動(dòng)零件還定義了一個(gè)致動(dòng)面，例如橢圓形或梯形的表面。致動(dòng)面最好應(yīng)安裝在面向使用者的操作元件一側(cè)。使用者可以依據(jù)發(fā)明，例如通過一根手指手動(dòng)致動(dòng)，使其相對(duì)于殼體在線性致動(dòng)方向上橫向移動(dòng)。依據(jù)發(fā)明，我們可從靜止位置移動(dòng)致動(dòng)零件。靜止位置是定義的起始位置，它能夠在線性致動(dòng)活動(dòng)中無需致動(dòng)作用的影響來占用致動(dòng)零件。依據(jù)發(fā)明，致動(dòng)零件通過一個(gè)額外的復(fù)位裝置被強(qiáng)制推入靜止位置上。因此，依據(jù)發(fā)明，操作元件還包括一個(gè)復(fù)位裝置來將致動(dòng)零件復(fù)位到靜止位置，例如，復(fù)位裝置可由彈性材料制成，通過致動(dòng)活動(dòng)可以變形；致動(dòng)活動(dòng)結(jié)束后，其會(huì)恢復(fù)到其原來的形狀。例如，操作零件通過一個(gè)或多個(gè)彈簧被張緊在靜止位置。
[0011 ] 依據(jù)本發(fā)明，操作元件至少應(yīng)該包括一個(gè)齒輪，且其各自應(yīng)具有一個(gè)可以旋轉(zhuǎn)安裝的傳動(dòng)輸出軸。例如，齒輪的數(shù)量(至少各自包含一根傳動(dòng)輸出軸)依據(jù)致動(dòng)面的大小和尺寸而定。例如，對(duì)于三角形的或正方形的致動(dòng)面來說，三個(gè)或四個(gè)齒輪的傳動(dòng)輸出軸被安裝在一個(gè)假想的三角形或正方形的幾個(gè)頂點(diǎn)上。所述致動(dòng)零件可以同至少兩個(gè)齒輪的部件合為一體，例如，通過一個(gè)共同的注塑成型工藝制得。
[0012]依據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)，該齒輪致動(dòng)零件的線性致動(dòng)活動(dòng)會(huì)被傳導(dǎo)至屬于各齒輪的輸出軸的旋轉(zhuǎn)活動(dòng)上，反之亦然。這里的相反情況指的是，每個(gè)齒輪都可以將其傳動(dòng)輸出軸的旋轉(zhuǎn)活動(dòng)回饋到致動(dòng)零件的線性活動(dòng)上。例如，傳動(dòng)輸出軸安裝在殼體或者致動(dòng)零件上，并且可以旋轉(zhuǎn)。例如，傳動(dòng)輸出軸可以被設(shè)計(jì)為中空軸，安裝在剛性連接到殼體的榫子上并且可以旋轉(zhuǎn)。
[0013]依據(jù)本發(fā)明，操作元件還要求，一個(gè)齒輪傳動(dòng)輸出軸的旋轉(zhuǎn)活動(dòng)通過一個(gè)耦合裝置至少可以被傳遞到另一個(gè)齒輪的傳動(dòng)輸出軸上，反之亦然。耦合裝置這個(gè)術(shù)語的涵義很廣泛，包括例如另一個(gè)齒輪，如齒輪傳動(dòng)裝置或者纜繩卷揚(yáng)機(jī)。
[0014]在通過耦合裝置完成的傳遞過程中，所有齒輪的線性致動(dòng)活動(dòng)至少為同一方向，此外，最好為均勻活動(dòng)。本發(fā)明中的均勻和同向指的是所有齒輪的線性活動(dòng)直到失位損失前都可以通過縫隙同步協(xié)調(diào)進(jìn)行。依據(jù)發(fā)明，同向僅僅指的是相對(duì)于致動(dòng)面的純橫向運(yùn)動(dòng)，并不一定指的是傳動(dòng)輸出軸旋轉(zhuǎn)方向上的運(yùn)動(dòng)。其旋轉(zhuǎn)方向不一定必須為相同的方向，但可以在相同的方向上。
[0015]依據(jù)本發(fā)明，該操作元件允許安裝致動(dòng)零件盡可能地保證零間隙。此外，致動(dòng)零件可以不產(chǎn)生任何傾斜即可進(jìn)行精確的機(jī)械活動(dòng)。
[0016]最好的情況是，所有齒輪引發(fā)的同向線性致動(dòng)活動(dòng)可以使致動(dòng)零件均勻地，即同步地在線性致動(dòng)方向上移動(dòng)。本發(fā)明的均勻性指的是致動(dòng)零件相對(duì)于其靜止位置所做出的平行移動(dòng)。例如，致動(dòng)零件在垂直于致動(dòng)面的方向上運(yùn)動(dòng)，在其他的方向上沒有任何進(jìn)一步的運(yùn)動(dòng)。線性致動(dòng)方向上2毫米的線性致動(dòng)活動(dòng)會(huì)導(dǎo)致所有齒輪在線性致動(dòng)方向上產(chǎn)生一個(gè)2毫米的輸入沖程。為了減少零件的數(shù)量和部件的復(fù)雜性，所有齒輪的設(shè)計(jì)最好相同。
[0017]最好的情況是，耦合裝置包括一條纜繩、一條帶齒的皮帶或者一根拉桿和/或推桿，來保證在所有齒輪的傳動(dòng)輸出軸之間盡可能地?zé)o損傳遞旋轉(zhuǎn)活動(dòng)。例如，規(guī)定配備一條纜繩和采用軸法蘭各自安裝在傳動(dòng)輸出軸上的驅(qū)動(dòng)輪(與纜繩共同作用)。旋轉(zhuǎn)活動(dòng)隨后通過摩擦經(jīng)過驅(qū)動(dòng)輪被傳遞到纜繩上。
[0018]例如，齒輪推薦選擇凸輪齒輪。而最好的情況是，齒輪為主軸齒輪(最少擁有一個(gè)主軸齒輪)。例如，主軸齒輪擁有兩個(gè)、三個(gè)或更多個(gè)主軸擒縱機(jī)構(gòu)。例如，主軸齒輪此外還包括一個(gè)凸輪或者至少一個(gè)咬合主軸齒輪的主軸螺紋，其中的凸輪或者主軸螺紋數(shù)量依據(jù)主軸擒縱機(jī)構(gòu)的數(shù)量而定。至少一個(gè)主軸齒輪在線性致動(dòng)方向上的斜率應(yīng)保證，在任何一個(gè)驅(qū)動(dòng)方向上都不會(huì)導(dǎo)致自鎖。例如，主軸齒輪至少應(yīng)該具有一個(gè)主軸齒輪，其在線性致動(dòng)方向上的斜率大于5°，但是要小于自鎖角度。例如，根據(jù)齒輪的各自尺寸，斜率應(yīng)該在20°至50°的范圍之內(nèi)；而更好的情況是，斜率應(yīng)該在35°到48°的范圍之內(nèi)；特別好的情況是將斜率規(guī)定為45°。
[0019]最好的情況是，致動(dòng)零件橫向活動(dòng)的最大沖程位于0.5毫米至5.0毫米這個(gè)范圍之間。最好的情況是，該最大沖程位于0.8毫米至2.0毫米的范圍內(nèi)。而更好的情況是，該最大沖程位于0.9毫米至1.2毫米的范圍內(nèi)。
[0020]最好的情況是，設(shè)計(jì)齒輪時(shí)，通過致動(dòng)零件橫向活動(dòng)給致動(dòng)活動(dòng)定義的和規(guī)定的最大沖程具有一個(gè)180°或者更低的旋轉(zhuǎn)角度；而更好的情況是，該旋轉(zhuǎn)角度為90°或者更低。例如，線性活動(dòng)方向上I毫米的運(yùn)動(dòng)都會(huì)導(dǎo)致傳動(dòng)輸出軸旋轉(zhuǎn)約10°，反之亦然。將旋轉(zhuǎn)尺度限制在一個(gè)最大的角度上為我們開啟了一個(gè)可能性，例如，可以使用一個(gè)聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)來耦合旋轉(zhuǎn)活動(dòng)，或者將前述的纜繩剛性地綁定在驅(qū)動(dòng)輪上(偶爾)，例如膠合在驅(qū)動(dòng)輪上，從而避免傳動(dòng)輸出軸之間的耦合出現(xiàn)滑動(dòng)的可能。此外，在旋轉(zhuǎn)尺度受限的情況下，主軸擒縱機(jī)構(gòu)的長(zhǎng)度也應(yīng)相應(yīng)地縮小，例如，不一定要等于圓周的長(zhǎng)度。
[0021]最好的情況是，相對(duì)于其活動(dòng)方向，至少同向安裝兩個(gè)齒輪與其所屬的傳動(dòng)輸出軸。例如，設(shè)計(jì)的傳動(dòng)輸出軸應(yīng)該保證其逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)會(huì)導(dǎo)致主軸齒輪在致動(dòng)零件靜止位置的方向產(chǎn)生線性活動(dòng)，或者反之亦然。
[0022]最好的情況是，在至少一個(gè)齒輪或者一根傳動(dòng)輸出軸上集成一個(gè)復(fù)位裝置，用于致動(dòng)零件的復(fù)位，例如，在齒輪上集成一根彈簧。
[0023]而根據(jù)另一個(gè)設(shè)計(jì)，本發(fā)明還設(shè)有一個(gè)位置檢測(cè)裝置，例如致動(dòng)零件的位置檢測(cè)裝置和/或一個(gè)壓力探測(cè)裝置(操作員在起動(dòng)時(shí)會(huì)對(duì)之施以致動(dòng)力)。例如，通過線性致動(dòng)活動(dòng)可以觸發(fā)切換功能。例如，依據(jù)一個(gè)實(shí)施例，致動(dòng)零件的機(jī)械活動(dòng)能夠?qū)е掳存I的電接觸。
[0024]最好的情況是，操作元件中包括的位置檢測(cè)裝置至少包含一根傳動(dòng)輸出軸。該裝置會(huì)檢測(cè)傳動(dòng)輸出軸旋轉(zhuǎn)的調(diào)整尺度，即操作致動(dòng)零件后，主軸齒輪從其靜止位置所偏離的尺度。例如，相應(yīng)的信息將被用于觸發(fā)切換功能。而根據(jù)另一個(gè)設(shè)計(jì)，耦合裝置直接完成位置檢測(cè)和/或力量的測(cè)量，例如，通過測(cè)定纜繩的活動(dòng)情況來檢測(cè)位置。
[0025]最好的情況是，本發(fā)明中的操作元件包括至少一個(gè)用于生成觸覺反饋的致動(dòng)器，該致動(dòng)器會(huì)作用到耦合裝置上，或者至少作用到一根傳動(dòng)輸出軸上。當(dāng)其觸發(fā)了切換功能，使用者會(huì)收到一個(gè)明顯的觸覺反饋，例如，他可以感覺到一次振動(dòng)。
[0026]最好的情況是，設(shè)計(jì)用于位置檢測(cè)的裝置和/或壓力傳感器時(shí)能夠使之通過致動(dòng)器生成觸覺反饋。
[0027]而更好的情況是，所設(shè)計(jì)的致動(dòng)零件包括一個(gè)對(duì)于觸摸敏感的輸入界面，例如，致動(dòng)零件的致