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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein hohles und beleuchtbares Stellrad
zur Betätigung von mindestens einem mechanischen Funktionseinstellelement
und/oder einem elektrischen Steuerelement mit den im Oberbegriff
des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.
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Für
zahlreiche technische Anwendungen werden manuell betätigbare
Bedienelemente mit Beleuchtungskomponenten ausgestattet, um für
den Nutzer auch bei schlechten Lichtverhältnissen, zum Beispiel
bei Dämmerung oder in der Nacht, eine problemlose Bedienung
zu ermöglichen. Eine typische Anwendung sind Kraftfahrzeuge,
bei denen in Bedienringen, Bedienrädern und ähnlichen
Bauteilen Durchbrüche mit zugeordneten Dioden als Lichtquelle
ausgestaltet sind.
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In
DE 201 03 007 U1 wird
eine Einrichtung zum Anzeigen der Position eines Schalters beschrieben,
die ein Gehäuse mit zahlreichen lichtemittierenden Elementen
aufweist, welche jeweils in den Ecken des Gehäuses angeordnet
sind. Weiterhin ist ein Chipmodul mit einem lichtdurchlässigen
Abdeckelement vorgesehen.
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Aus
DE 43 11 937 A1 ist
eine Vorrichtung bekannt, mit der eine Hinterleuchtung von schmalen Anzeigefeldern
durch Lumineszenzdioden realisiert wird. Die Vorrichtung ist aus
einem lichtstreuenden, die Lumineszenzdioden aufnehmenden Leuchtkörper
aufgebaut, der auf eine Leiter platte aufgesetzt ist, an welcher
die Leuchtdioden befestigt sind.
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DE 101 14 588 A1 beschreibt
ein Anzeige- und/oder Funktionseinstellelement für elektrische Steuer-
und/oder Anzeigegeräte. Diese Konstruktion umfasst einen
durchsichtigen Grundkörper aus Kunststoff, der auf seiner
Oberseite mit einer dünnen Metallschicht bedampft ist.
In der Metallschicht können mittels Laserstrukturierung
Symbole ausgestaltet werden. Auf der Unterseite des Grundkörpers
ist ein lichtundurchlässiger Lack aufgebracht, der oberhalb
einer Lichtquelle (z. B. einem Lichtleiter oder einer LED) ausgespart
ist. Somit kann das Licht durch den Kunststoffkörper bis
zu dessen Oberseite dringen und hier die freigelegten Symbole beleuchten. Durch
die jeweilige Einfärbung der Lichtquelle, beispielsweise
als rote oder grüne Leuchtdiode, wird dabei auch die Metallschicht
am Rand der Symbole diffus und farbig ausgeleuchtet.
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In
DE 10 2005 027 530
A1 wird eine technische Lösung zur Hinterleuchtung
oder Ausleuchtung von hohlen Stellrädern mit lichtdurchlässigen
Abschnitten an der Umfangsfläche, von Markierungen oder
Feldern in Flächenabdeckungen oder zur Funktionsanzeige
unter Verwendung von Leuchtdioden beschrieben, wobei diese Druckschrift
auch ein Verfahren zur Herstellung diesbezüglicher Baugruppen vorschlägt.
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Weiterhin
ist aus
DE 103 39
833 B4 ein beleuchtetes Stellrad bekannt, das mechanische
Kopplungselemente zur Herstellung einer Wirkverbindung mit mindestens
einem mechanischen Funktionseinstellelement und/oder einem elektrischen
Steuerelement aufweist. Das Stellrad ist innen hohl ausgestaltet
und umfasst mindestens eine Nabe, eine Welle oder einen Zapfen zur
drehbaren Lagerung in Lagerschalen, Lagerbohrungen oder ähnlichen
Bauteilen. Über einen Umfangsabschnitt der Mantelwand des Stellrades
sind lichtdurchlässige, von dem Licht einer Lampe hinterleuch tete
Anzeigezonen, Signalisierungsflächen oder Symbole vorgesehen,
so dass eine funktionell vorteilhafte Hinterleuchtung oder Ausleuchtung
von hohlen Stellrädern und ähnlichen Baugruppen
erreichbar ist.
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Mit
den benannten technischen Lösungen können manuell
betätigbare Bedienelemente verschiedenartiger Anzeige-
und/oder Funktionseinstellelemente beleuchtet werden. Somit ist
auch bei schlechten Lichtverhältnissen eine funktionell
sichere Bedienung möglich, wobei auch die erzielte diffuse Beleuchtung
vom Nutzer überwiegend als angenehm empfunden wird. Sofern
das Bedienelement für lediglich eine Funktion (z. B. EIN-AUS)
konzipiert wird, ist der hierfür notwendige Bauteil-, Bauraum-
und Kostenaufwand akzeptabel. Probleme ergeben sich jedoch, sofern
mit einem Bedienelement mehrere Funktionen (z. B. WARM-NEUTRAL-KALT)
geschaltet werden sollen. Für derartige Ausführungen
sind zumindest drei separate LED's notwendig, um jede Funktion durch
eine andere Farbe unterscheidbar darzustellen.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Stellrad für eine Betätigung
von mindestens einem mechanischen Funktionseinstellelement und/oder
einem elektrischen Steuerelement zu schaffen, mit dem mehrere Funktionen
geschaltet werden können, wobei die jeweils aktuelle Wirkverbindung
von Stellradposition und ausgewählter Funktionsart mit
geringem Bauteil- und Bauraumaufwand darstellbar ist.
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Diese
Aufgabe wird gelöst durch ein Stellrad mit den Merkmalen
des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der
Unteransprüche, deren technische Merkmale im Ausführungsbeispiel
näher beschrieben werden.
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Bei
einem erfindungsgemäß ausgestalteten Stellrad
ist im Strahlengang zwischen einem, im Innenraum des Stellrades
angeordneten Beleuchtungselement und der Mantelwand des Stellrades
ein prismenartiges Bauteil angeordnet, mit dem die Wellenlänge
des auf zumindest ein Symbol, auf eine Anzeigezone oder auf eine
Signalisierungsfläche auftreffenden Lichts veränderbar
ist.
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Eine
vorteilhafte Ausgestaltung wird erreicht, indem das prismenartige
Bauteil mehrere Abschnitte aufweist, die eine jeweils andere Wellenlänge
des durchdringenden Lichts bewirken. Somit können unterschiedliche
Zonen an der Mantelfläche des Stellrades mit jeweils unterschiedlichen
Farben beaufschlagt werden.
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Dieser
Effekt wird mit einer alternativen Ausgestaltung ebenfalls erreicht,
sofern das prismenartige Bauteil eine solche Kontur aufweist, dass
nur das auf ein Segment der Mantelwand gerichtete Licht durch das
prismenartige Bauteil dringt, während das auf andere Segmente
der Mantelwand gerichtete Licht neben dem prismenartigen Bauteil
vorbei strahlt. Somit wird mit dem prismenartigen Bauteil lediglich
für ein Segment eine andere Farbe bewirkt.
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Das
erfindungsgemäße Stellrad erfordert einen geringen
Bauraum, weil nicht – wie bisher üblich – für
jede Farbe ein separates Beleuchtungselement benötigt wird,
sondern weil nunmehr mehrere Farben mit einem einzigen Beleuchtungselement
(vorzugsweise LED) dargestellt werden können. Somit wird gleichzeitig
eine Kostenreduzierung erzielt und die technische Abgleichung von
eventuell mehreren unmittelbar benachbart angeordneten Stellrädern
vereinfacht.
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Die
bevorzugte Anwendung des erfindungsgemäßen Stellrades
sind Konstruktionen, die für eine mehrfache Änderung
von Funktionsstellungen konzipiert sind, wie beispielsweise Stellräder
zur Betätigung von Heizungs-, Lüftungs- oder Klimaanlagen
in Kraftfahrzeugen. Hierbei können in der Mantelwand vom
Stellrad ein blaues (für KALT), ein grauweißes (für
MITTEL) und ein rotes Symbol (für WARM) ausgestaltet werden.
In einer bevorzugten Variante dringt nur das auf das mittlere Segment
gerichtete Licht durch das prismenartige Bauteil, das in einer vorteilhaften
Ausbildung als ein kreisbogenförmiger Lichtleiter ausgestaltet
ist. Sofern das Beleuchtungselement z. B. eine weiße LED
ist, dringt deren Licht also nur in dem Abschnitt durch den Lichtleiter,
der im weiteren Strahlungsverlauf auf das grau-weiße Symbol
(also auf die Funktionsstellung MITTEL) trifft. Hingegen werden
die blauen und roten Segmente direkt vom Licht der LED beaufschlagt,
wodurch der blaue bzw. rote Farbton dieser Segmente nochmals verstärkt
wird. Dies ist für eine Nutzung im Tag- und Nachtbetrieb
vorteilhaft, weil dann ein bei Tageslicht ohnehin gut sichtbarer
Bereich (z. B. der mittlere Bereich des Einstellzyklus) bei Dunkelheit
mit einem zweifelsfrei erkennbaren Farbton (z. B. orange) gekennzeichnet
werden kann.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele ergänzend
erläutert. Es zeigen:
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1 eine
erste Ausführung eines Stellrades in perspektivischer Ansicht
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2 den
grundsätzlichen Aufbau des in 1 dargestellten
Stellrades
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3 eine
zweite Ausführung eines Stellrades in perspektivischer
Ansicht
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4 den
grundsätzlichen Aufbau des in 3 dargestellten
Stellrades
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5 eine
dritte Ausführung eines Stellrades.
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Das
in der Zeichnung dargestellte Stellrad 1 ist für
eine Betätigung von mechanischen Funktionseinstellelementen
und/oder elektrischen Steuerelementen geeignet, die u. a. als Bedienräder
im Innenraum von Kraftfahrzeugen bekannt sind. Das Stellrad 1 steht über
Kopplungselemente 2 mit dem jeweils zu betätigenden
Element in Wirkverbindung. In 1 und 2 wird
ein solches Kopplungselement 2 mit einer Zahnradkontur
realisiert.
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Das
Stellrad 1 ist innen hohl ausgestaltet und mit einer Nabe 3,
einer Welle 3 oder einem Zapfen 3 drehbar in einer
zugeordneten und in der Zeichnung nicht näher dargestellten
Lagerung abgestützt. Außerdem sind über
einen Abschnitt am Umfang der Mantelwand des Stellrades 1 lichtdurchlässige
und mit Licht hinterleuchtete Symbole 4, Anzeigezonen 4 oder
Signalisierungsflächen 4 ausgestaltet.
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Im
Innenraum vom Stellrad 1 ist ein Beleuchtungselement 5,
vorzugsweise eine LED, angeordnet. Das Licht der LED trifft auf
zumindest ein Symbol 4, auf eine Anzeigezone 4 oder
auf eine Signalisierungsfläche 4. Hierbei ist
im Strahlengang zwischen dem Beleuchtungselement 5 und
der Mantelwand des Stellrades 1 ein prismenartiges Bauteil 6 angeordnet.
Mit diesem prismenartigen Bauteil 6 wird die Wellenlänge
des vom Beleuchtungselement 5 ausgehenden Lichts verändert.
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Das
prismenartige Bauteil 6 kann verschiedenartig ausgestaltet
werden. So ist es möglich, dass dieses Bauteil 6 mehrere
Abschnitte aufweist, die eine jeweils andere Wellenlänge
des durchdringenden Lichts bewirken. Ebenso kann das prismenartige Bauteil 6 eine
solche Kontur aufweisen, dass nur das auf ein Segment der Mantelwand
des Stellrades 1 gerichtete Licht durch das prismenartige
Bauteil 6 dringt, während das auf andere Segmente
der Mantelwand gerichtete Licht neben dem prismenartigen Bauteil 6 vorbei
strahlt.
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In 1 und 2 ist
ein Stellrad 1 dargestellt, das beispielsweise als Bedienrad
für eine Schließklappe ver wendet wird. Auf der
Mantelwand ist lediglich ein Symbol 4 in lediglich einem
Farbton (z. B. grau-weiß) ausgestaltet. Das Symbol 4 ist
bei Tagbetrieb eindeutig zu erkennen und wird bei Nachtbetrieb mittels
der LED 5 beleuchtet. Hierbei wird die Wellenlänge
des Lichts der LED 5 durch den hier kreisbogenförmigen
Lichtleiter 6 beispielsweise auf eine Wellenlänge
der Farbe orange verändert, so dass das Symbol 4 auch
bei Nachtbetrieb eindeutig zu erkennen ist.
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In 3 und 4 ist
ein Stellrad 1 dargestellt, das beispielsweise als ein
Bedienrad zur Schichtung verwendet wird. Die Mantelwand des Stellrades 1 weist
drei Symbole 4 auf, die als ein blaues (z. B. Kaltstufe),
ein grau-weißes (z. B. Schließstellung) und ein
rotes (z. B. Warmstufe) Symbol 4 ausgestaltet sein können.
Bei der gezeigten Ausführung wird als Beleuchtungselement 5 eine weiße
LED verwendet. Hierbei dringt nur das auf das mittlere Symbol 4 gerichtete
Licht der LED 5 durch das prismenartige Bauteil 6.
Die drei Symbole 4 sind bei Tagbetrieb eindeutig zu erkennen
und werden bei Nachtbetrieb mittels der LED 5 beleuchtet.
Hierbei wird die Wellenlänge des Lichts der LED 5 durch
den auch hier kreisbogenförmigen Lichtleiter 6 z.
B. auf eine Wellenlänge der Farbe orange verändert,
so dass das mittlere Symbol 4 orange leuchtet. Gleichzeitig
werden die beiden seitlichen Symbole 4 direkt von der LED 5 beleuchtet,
so dass alle Symbole 4 auch bei Nachtbetrieb eindeutig
zu erkennen sind.
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Ein
Stellrad 1 nach 3 und 4 kann in 3-K-Technik
hergestellt werden. Hierbei werden drei Hartkomponenten für
die Symbole 4 in den Farben grau-weiß, rot und
blau verwendet. Das Stellrad 1 wird mit schwarzem Laserlack
beschichtet. Danach werden die entsprechenden Symbole 4 freigelasert, so
dass die gesamte Bediensymbolik in den Farben grau-weiß,
rot und blau sichtbar wird. Somit ist das Design für den
Tagbetrieb ausgestaltet.
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Für
das Design im Nachtbetrieb werden die Symbole 4 von einer
weißen LED 5 angestrahlt. In dem Bereich des grauweißen
Tag-Designs wird vor der LED 5 ein orangefarbener Lichtleiter 6 angeordnet,
so dass dieses Bediensymbol 4 im Nacht-Design orange leuchtet.
Seitlich von dem orangefarbenen Lichtleiter 6 kann das
Licht der LED 5 auf die rote und blaue Kunststoffkomponente
strahlen, so dass diese Symbole 4 auch im Nachtbetrieb
gut sichtbar sind.
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In 5 ist
ein weiteres Stellrad 1 dargestellt, bei dem gegenüber
den Ausgestaltungen der 1 bis 4 eine andere
Konstruktion des prismenartigen Bauteils 6 vorliegt. Die
Funktionsweise dieser Variante entspricht jedoch ebenfalls dem bereits
oben erläuterten Prinzip.
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- 1
- Stellrad
- 2
- Kopplungselement/Zahnradkontur
- 3
- Nabe/Welle/Zapfen
- 4
- Symbol/Anzeigezone/Signalisierungsfläche
- 5
- Beleuchtungselement/LED
- 6
- prismenartiges
Bauteil/Lichtleiter
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 20103007
U1 [0003]
- - DE 4311937 A1 [0004]
- - DE 10114588 A1 [0005]
- - DE 102005027530 A1 [0006]
- - DE 10339833 B4 [0007]