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Die
Erfindung betrifft ein Bedienelement für ein Kraftfahrzeug mit einem
Drehsteller, der in einer Blende gehalten und um seine Mittelachse
drehbar ausgeführt
ist und der aus der Mittelachse heraus in unterscheidbare Schaltstellungen
horizontal und vertikal verschiebbar ist und mittels dem in jeder
Schaltstellung oder Verschiebeposition ein Parameter einer Heiz-,
Lüftungs-
oder Klimaeinrichtung des Kraftfahrzeugs einstellbar ist.
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Bedienelemente
zur Heiz-, Lüftungs-
oder Klimasteuerung in einem Kraftfahrzeug sind zumeist in einem
Armaturenbrett eingesetzt und zumeist ergonomisch an den Fahrer
angepasst angeordnet. Hierbei befinden sich üblicherweise in dem Armaturenbrett
eine Vielzahl von Messanzeigen und Bedieneinheiten, alleine für die Heiz-,
Lüftungs-
oder Klimasteuerung. So ist zum Beispiel ein Stufenschalter für das Gebläse, ein
Wahlschieber oder Drehknopf für
die Temperatur und ein oder mehrere Schieber oder Drehsteller für den Luftstromauslass
vorhanden. Bei einfachen mechanischen Systemen zur Heiz-, Lüftungs- oder Klimasteuerung
werden hierzu diverse Bowdenzüge
und/oder flexible Wellen, sogenannte Flexwellen verwendet. Bowdenzüge und/oder Flexwellen
werden durch jeweils spezifische Drehsteller oder Schiebehebel bedient.
Auf diesem Stellelement wird die gewählte Stellung durch einen Zeiger oder
eine Markierung angezeigt, wobei die einzelnen Funktionen durch
aufgedruckte Symbole auf einer Blende des Bedienelementes oder des
Armaturenbrettes oder auf dem Stellelement angezeigt werden.
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Um
die Übersichtlichkeit
beim Steuern der Heiz- und Lüftungsanlage
in einem Kraftfahrzeug zu erhöhen,
ist in der
DE 199
29 294 A1 ein multifunktionales Bedienelement beschrieben.
Bei diesem Bedienelement ist ein erstes Einstellelement in einer Bedienebene
als Schiebefunktion eines anderen Einstellelementes in der Bedienebene
ausgebildet. Aufgrund dieses Bedienelementes reduziert sich die
Anzahl der Bedienelemente im Armaturenbrett, wodurch das Armaturenbrett übersichtlicher
wird. In den einzelnen Schaltstellungen des Bedienelementes wird
dem Drehsteller in jeder Schaltstellung eine andere Funktion zugeordnet.
Diese Funktionen sind beispielsweise die Temperatur, die Luftstromauslasswahl
oder die Luftstrommenge. In dieser Druckschrift ist zwar die funktionale
Zuordnung von einzelnen Schaltstellungen zu unterschiedlichen Funktionen des
Bedienelementes beschrieben, es ist dieser Schrift aber kein Hinweis
zu entnehmen, dass ein derartiges Bedienelement zur Bowdenzug- oder Flexwellenanlenkung
eingesetzt werden kann.
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Aus
der
FR 2 847 527 A1 ist
ein Bedienelement bekannt, dass mit einer Steuereinheit zusammenarbeitet.
Das Bedienelement ist dabei verschiebbar und/oder drehbar um drei
orthogonal angeordnete Achsen bewegbar. Die Steuereinheit besitzt
ein Display welches die Bewegungen des Bedienelementes anzeigt.
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Multifunktionale
Bedienelemente zur Bowdenzug- und/oder Flexwellenanlenkung sind
beispielsweise aus der
US 3,286,044 sowie
der
DE 15 755 92 A bekannt.
In beiden Systemen, erfolgt die Einstellung einer Heiz-, Lüftungs-
oder Klimaeinrichtung mittels eines Bedienknopfes, der drehbar um seine
Mittelachse, horizontal in einer Kulisse und aus der Kulisse heraus
oder in die Kulisse hinein verstellbar ist. In beiden Systemen erfolgt
durch die Bewegung des Bedienknopfes in dem Bedienelement eine mechanische
Verstellung der Elemente der Heiz-, Lüftungs- oder Klimaeinrichtung.
Keinem dieser Systeme kann aber ein Hinweis entnommen werden, das den
unterschiedlichen Verschiebepositionen beziehungsweise Schaltstellungen
unterschiedliche Funktionen zuordbar sind.
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Die
Erfindung stellt sich die Aufgabe, ein Bedienelement eines Kraftfahrzeuges
zu konzipieren, bei dem zur Optimierung des vorhandenen Bauraums
mittels eines Drehstellers in einem Bedienelement mehrere Funktionen
ausführbar
sind und das darüber
hinaus mit minimalem konstruktiven Aufwand und minimiertem Kostenaufwand
ein simples mechanisches System zur Ansteuerung verschiedenster
Steuerungs- und Regelungseinrichtungen in einem Kraftfahrzeug zur
Verfügung
stellt.
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Die
erfindungsgemäße Aufgabe
wird dadurch gelöst,
dass der Drehsteller in einer Kulisse in beliebige Richtungen in
unterscheidbare Schaltstellungen verstellbar ist, und dass der Drehsteller
mit einem ersten Kupplungselement versehen ist, und dass das erste
Kupplungselement in jeder Schaltstellung mit einem der Schaltstellung
zugehörigen
weiteren Kupplungselement verbunden ist, so dass in der jeweiligen
Schaltstellung mittels des Drehstellers eine Verstellung mindestens
eines Parameters der Heiz-, Lüftungs-
oder Klimaeinrichtung ermöglicht wird.
Durch den erfindungsgemäßen Gedanken
ist nun die Möglichkeit
geschaffen, mit simpelsten mechanischen Mitteln ein Bedienelement
bereitzustellen, das durch die Verstellung in unterschiedliche Schaltstellungen
und dem Einkuppeln des Drehstellers des Bedienelementes in dieser
Schaltstellung mittels eines Kupplungselementes in ein weiteres Kupplungselement
eine Einstellung der Heiz-, Lüftungs- oder Klimaeinrichtung
ermöglicht.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung besitzt das Bedienelement eine Kulisse, in der der
Drehsteller in unterscheidbare, fest vorgebbare Schaltstellungen
bringbar ist. In diesen Schaltstellungen wird der Drehsteller mittels
magnetischer und/oder elektrischer Kraft positioniert, wodurch eine eindeutige
Zuordnung der Schaltstellung und darüber hinaus eine optimale Kraftübertragung
im mechanischen System gewährleistet
ist. Erfindungsgemäß ist es
möglich,
jeder Schaltstellung eine Anzeige zuzuordnen, so dass dem Bediener
auch visuell die Einstellung der einzelnen Parameter der Heiz-,
Lüftungs-
oder Klimaanlage angezeigt wird. Angezeigt werden kann beispielsweise
die Temperatur, die Luftstrommenge, die Luftstromauslasswahl, die
Stufen der Gebläse,
oder erfasste, ermittelte oder voreinstellbare Werte der Klimaanlage.
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Weitere
vorteilhafte Ausführungsvarianten der
Erfindung sind in den Unteransprüchen
beschrieben und werden im Folgenden an einzelnen Ausführungsbeispielen
beschrieben.
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1 zeigt
die Vorderansicht auf einen Drehsteller sowie die Anordnung der
einzelnen Kupplungselemente in Bezug auf die Verstellung des Drehstellers,
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2 die
Seitenansicht auf die prinzipielle Darstellung eines Drehstellers
mit Kupplungselementen gemäß der 1 in
der Ansicht A-A' und
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3 zeigt
die Vorderansicht auf ein erfindungsgemäß ausgeführtes Bedienelement mit einer Kreuzkulisse
und den den jeweiligen Schaltstellungen zugeordneten Anzeigeeinrichtungen.
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In
der 1 ist eine Bedieneinheit 1 in der Vorderansicht
dargestellt, wobei hier lediglich ein Drehsteller 2 mit
einem am Drehsteller 2 angeordneten ersten Kupplungselement 3 und
vier weiteren Kupplungselementen 4, 5, 6 und 7 dargestellt
sind. Diese prinzipielle Skizze eines Bedienelementes 1 dient
zur Veranschaulichung des Funktionsprinzip des Einkuppelns des Drehstellers 2 in
die jeweiligen Schaltstellungen, in denen jeweils eine Verbindung zwischen
dem Kupplungselement 3 des Drehstellers 2 und
einem der weiteren Kupplungselemente 4, 5, 6 oder 7 hergestellt
wird. Durch ein Verschieben des Drehstellers 2 in Richtung
der Pfeile P gelangt der Drehsteller in mechanischen Kontakt mit
einem der weiteren Kupplungselemente 4, 5, 6 oder 7.
In dieser Ausführungsform
sind vier weitere Kupplungselemente 4, 5, 6 und 7 dargestellt,
so dass mittels dieses Bedienelementes vier unterschiedliche Parameters oder
Verstellelemente einer Heiz-, Lüftungs-
oder Klimaanlage einstellbar sind.
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In
der 2 ist die Seitenansicht auf das in der 1 dargestellte
Bedienelement in der Ansicht A-A' wiedergegeben.
Der Drehsteller 2 als Teil des Bedienelementes 1 ragt
aus einer Blende 8 heraus, wobei die Blende eine separate
Blende 8 des Bedienelementes 1 ist oder zum Beispiel
einen Teil eines Armaturenbrettes 8 eines Kraftfahrzeuges
darstellt.
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Ausgehend
vom Drehsteller 2 ragt eine Welle 9 durch die
Blende 8 hindurch und ist mit dem ersten Kupplungselement 3 zumindest
kraftschlüssig verbunden.
In der Blende 8 ist hierbei eine Öffnung 10 vorgesehen,
die eine Kulisse 10 bildet, in der der Drehsteller 2 verschiebbar
geführt
ist. Wird nun der Drehsteller 2 in eine Richtung des Pfeils
P und vertikal in Richtung des weiteren Kupplungselementes 7 verschoben,
so gelangt das erste Kupplungselement 3 in den Eingriff
des weiteren Kupplungselementes 7. Es ist hierbei vorstellbar,
die Kupplungselemente 3, 4, 5, 6 und 7 mit
einer Verzahnung zu versehen, so dass bei der vorstehend beschriebenen
Verschiebung des Drehstellers 2 in Richtung des weiteren Kupplungselementes 7 die
beiden Zahnräder 3 und 7 ineinandergreifen
und eine Kraftübertragung
in Form einer Drehbewegung am Drehsteller 2 in Richtung auf
das weitere Kupplungselement 7 ermöglichen. An dem weiteren Kupplungselement 7 ist
zur Weiterleitung der Kraft eine flexible Welle 11 oder
in Form einer weiteren Mechanik ein Bowdenzug 11 befestigt.
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In
einer Ausführungsform
ist es vorstellbar, an diese flexible Welle 11 oder den
Bowdenzug 11 eine Mechanik für das Öffnen oder Schließen der Frischluftzufuhr
in den Kraftfahrzeuginnenraum zu adaptieren. Hierbei ist es selbstverständlich ebenfalls vorstellbar,
dass mittels einer flexiblen Welle 11 mehrere Zuluftklappen
bewegbar sind. Es ist weiterhin vorstellbar, mittels des vorstehend
beschriebenen Kupplungselementes 3, 7, das in
dieser Form ein Getriebe 3, 7 darstellt, zum Beispiel
einen Temperaturregler zu betätigen.
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Wird
nun der Drehsteller 2 in vertikale Richtung P in Richtung
des weiteren Kupplungselementes 5 in der Kulisse 10 verschoben,
so kommt das erste Kupplungselement 3 mit dem weiteren
Kupplungselement 5 in kraftschlüssige Verbindung. Entsprechend
der Aufgabe der Erfindung ist es dabei naheliegend und vorstellbar,
sämtliche
weitere Kupplungselemente 4, 5, 6 und 7 sowie
das erste Kupplungselement 3 als Zahnräder 3, 4, 5, 6 und 7 und
aus Kunststoff zu fertigen. Ist nun das erste Kupplungselement 3 als
Zahnrad 3 mit dem weiteren Kupplungselement 5 in
Eingriff, so kann mittels des zweiten Zahnrades 5 ebenfalls über eine
flexible Welle 12 eine mechanische Verstellung eines Parameters
der Heiz-, Lüftungs-
oder Klimaeinrichtung des Kraftfahrzeugs eingestellt werden. Vorstellbar
wäre hierbei zum
Beispiel die Umstellung von Umluft auf Frischluft. Sind mittels
der flexiblen Wellen 11, 12 vornehmlich mechanische
Bauteile in der Heiz-, Lüftungs- oder
Klimaanlage des Kraftfahrzeugs einstellbar, so ist es aber ebenso
vorstellbar, mittels der weiteren Kupplungselemente 4, 5, 6 und 7 elektrische
Bauelemente zu parametrisieren.
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In
den einzelnen Schaltstellungen in Richtung der Pfeile P wird der
Drehsteller 2 in einer Kulisse 10 geführt. In
den ausgewählten
Schaltstellungen wird der Drehsteller 2 mittels elektrischer
und/oder magnetischer und/oder elektromagnetischer Kraft in Position
gehalten, so dass eine schlupflose Kraftübertragung zwischen den Kupplungselemententen 3, 4, 5, 6 und 7 jederzeit
gewährleistet
ist. Diese Positionierelemente sind in dieser prinzipiellen Skizze nicht
wiedergegeben, wobei hier auf übliche
Elemente zur Fixierung und Positionierung, wie beispielsweise eine
metallische Welle in Kombination mit Elektromagneten vorstellbar
sind.
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Der
Drehsteller 2 ist um seine Mittelsachse 13 herum
drehbar gelagert. Der Drehsteller wird bevorzugt aus Kunststoff
gefertigt Es ist erfindungsgemäß aber ebenso
vorstellbar, den Drehsteller 2 aus Metall oder aus einem
Kunststoff mit metallischer Oberfläche oder einem Kunststoff mit
metallischem Anschein auszuführen.
Bevorzugt werden die Bestandteile des Bedienelementes 1 aus
Kunststoff gefertigt, wobei je nach konstruktiver Notwendigkeit auch
metallische Werkstoffe einsetzbar sind.
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In
der 3 ist eine Bedienelement 1 in der Vorderansicht
dargestellt. Das Bedienelement 1 besteht im Wesentlichen
aus einem Drehsteller 2, einer Blende 8, einer
in die Blende eingearbeiteten Kulisse 10, durch die eine
Welle 9 hindurch geführt
und in die verschiedenen Schaltstellungen 14, 15, 16 und 17 führbar ist.
Jeder Schaltstellung 14, 15, 16 und 17 ist in
diesem Ausführungsbeispiel
jeweils eine Anzeige 18, 19, 20, 21 zugeordnet.
Die Bedieneinheit besteht weiterhin aus den Kupplungselementen 3, 4, 5, 6 und 7 sowie
die an die Kupplungselemente 4, 5, 6 und 7 angeformten
flexiblen Wellen 11, 12. Es ist ebenfalls vorstellbar,
elektrische Baugruppen an das Bedienelement anzuschließen oder
in das Bedienelement 1 zu integrieren.
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Wird
nun der Drehsteller 2 in Richtung der Schaltstellung 14 in
horizontale Richtung verschoben, so gelangt das Kupplungselement 3 in
den Eingriff des weiteren Kupplungselementes 4. Mit diesem weiteren
Kupplungselement 4 ist die Anzeigeeinheit 18 mechanisch
oder elektromechanisch oder elektrisch verbunden. Vorstellbar ist,
dass die Anzeige 18 mit Leuchtmitteln 22 versehen
ist, die zum Beispiel Licht imitierende Dioden (LEDs) sind. In einer
Ausführungsvariante
ist es vorstellbar, mittels des weiteren Kupplungselementes 4 einen
Schalter zu betätigen,
so dass entsprechend der Verstellung der Parameter der Heiz-, Lüftungs-
oder Klimaanlage ein entsprechender Anzeigewert 22 visuell
darstellbar ist. Es ist aber ebenso vorstellbar, mittels des weiteren Kupplungselementes 4 unmittelbar
eine drehbare bedruckte Scheibe zu betätigen, um so mittels einer
in der Blende 8 vorgesehenen Öffnung 22 visuell
ein Verdrehen des weiteren Kupplungselementes 4 anzuzeigen.
Diese Verstellung des weiteren Kupplungselementes 4 kann
unmittelbar durch eine an dem weiteren Kupplungselement 4 angebrachten Scheibe
oder aber auch mittels einer weiteren an dem Kupplungselement 4 angebrachten
Welle erfolgen.
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Im
Wesentlichen ist aber an jedes weitere Kupplungselement 4, 5, 6 und 7 eine
flexible Welle oder ein Bowdenzug 11, 12 befestigt,
um damit einen Parameter der Heiz-, Lüftungs- oder Klimaanlage mechanisch zu verstellen.
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Wird
nun der Drehsteller in horizontaler Richtung in Richtung des weiteren
Kupplungselementes 6 verschoben, so ist die Schaltstellung 16 am
Bedienelement eingestellt. Mittels des Kupplungselementes 3 steht
der Drehsteller 2 nun mit einer am weiteren Kupplungselement 6 befestigten
Bowdenzug oder einer flexiblen Welle in Verbindung. Wird nun der
Drehsteller 2 um einen Winkel verdreht, so erfolgt gleichzeitig
eine Verdrehung des Kupplungselementes 3 und folglich auch
eine Verdrehung des weiteren Kupplungselementes 6, das
wiederum die flexible Welle oder den Bowdenzug betätigt. Mittels
des Bowdenzuges oder der flexiblen Welle sind verschiedenste Parameter
an der Heiz-, Lüftungs-
oder Klimaanlage verstellbar. So ist beispielsweise die Temperatur, die
Luftstrommenge, die Luftstromauswahl der Stufenwahlschalter für die Gebläse, die
Luftverteilungsstufe, die Umluft oder Frischluft oder andere Parameter
der Klimaanlage mechanisch einstellbar. Der Betrag der Einstellungen
des Parameters wird in der Anzeige 20 dargestellt. Dies
erfolgt beispielsweise über einen
Schalter, mittels dem die einzelnen Leuchtdioden in der Anzeige 20 ansteuerbar
sind. Die Anzeige 20, wie auch die Anzeigen 18, 19 und 21,
sind hier lediglich prinzipiell dargestellt. Es ist möglich, dass auch
andere Anordnungen mit einer Vielzahl von Leuchtmitteln einsetzbar
sind. Darüber
hinaus sind auch Piktogramme, Ziffern, oder alphanumerische Zeichen
mittels einer Hinterleuchtung anzeigbar. Auch ist die Anzahl der
in der 3 dargestellten Leuchtmittel 22, 23, 24 und 25 nicht
beschränkend.
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In
einer weiteren Ausführungsform
ist es vorstellbar, in den Drehsteller 2 einen Taster zu
integrieren. Es ist somit möglich,
eine zusätzliche
Funktion in den Drehsteller zu integrieren. Dieser Drucktaster kann
einteilig oder mehrteilig ausgeführt
und hinterleuchtet sein.