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Die
Erfindung liegt auf dem Gebiet der Elektrotechnik und der Mechanik
und bezieht sich auf ein Bedienelement, das die manuelle Bedienung
einer Steuerungseinrichtung erlaubt.
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Genauer
bezieht sich die Erfindung auf das Vorsehen von verschiedenen Bedien-
und Betätigungsmöglichkeiten an einem Bedienelement,
die möglichst konstruktiv einfach, übersichtlich
und intuitiv bedienbar gestaltet sein und eine sichere und wenig
fehleranfällige Bedienung erlauben sollen.
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Entsprechende
Bedienelemente werden typischerweise bei Elektrogeräten
wie Geräten der Unterhaltungselektronik, beispielsweise
Radios oder Multimediageräten eingesetzt, jedoch auch bei
komplexeren mechanisch zu bedienenden Geräten, beispielsweise
in der Automobiltechnik. Detailliertere Beispiele sind durch ein
Multimediagerät eines Kraftfahrzeuges oder auch durch einen
Gangschalthebel gegeben.
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Dabei
ist beispielsweise bekannt, bei Autoradios einen Drehknopf vorzusehen,
der zur Wahl der Lautstärke oder zur Auswahl eines Senders
beziehungsweise zur Veränderung der Empfangsfrequenz dient,
wobei der entsprechende Drehknopf auch in axialer Richtung der Drehachse
gedrückt oder gezogen werden kann, um mittels eines zusätzlichen Schaltelementes
eine Auswahl zu treffen.
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Praktisch
bringt diese Variante allerdings den Nachteil mit sich, dass insbesondere
bei einem runden Drehknopf, der zunächst gedreht wird,
die bedienende Hand bei einer Druckbewegung am Umfang des Drehknopfes
leicht abrutschen kann.
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Ähnliches
gilt für einen Gangschalthebel, der in einer gekrümmten
Ebene schwenkbar ist, wobei verschiedene Auswahlen durch axiales
Eindrücken des Gangschalthebels oder durch axiales Bewegen eines
zusätzlichen Rings am Gangschalthebel (Rückwärtsgang)
getroffen werden können.
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Da
insbesondere beim Bedienen des Gangschalthebels größere
Kräfte auftreten, ist hier eine komfortablere Bedienung
zusätzlicher Funktionen vor oder nach dem Auswählen
des Gangs durch Bewegung des Gangschalthebels entlang der vorgegebenen
Kulissen wünschenswert.
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Aus
der Patentliteratur sind verschiedene Varianten von kombinierten
Betätigungsarten eines Bedienhebels bereits bekannt.
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So
ist aus der
US
2005/0034557 A1 bereits ein Druckknopf bekannt, der durch
axiale Betätigung schaltbar ist, wobei zusätzlich
ein drehbarer Ring vorgesehen ist, der für sich ebenfalls
axial bewegt werden kann.
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Aus
der
EP 1416506 B1 ist
ein Bedienelement bekannt, das um mehrere Achsen dreh-beziehungsweise
schwenkbar ist, wobei zusätzlich eine axiale Betätigung
vorgesehen ist.
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Aus
der
JP 2007048481
A ist ebenfalls ein Drehregler bekannt, der in Richtung
der Drehachse zusätzlich betätigbar ist.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt vor dem Hintergrund des Standes der
Technik die Aufgabe zugrunde, ein Bedienelement zu schaffen, in
dem verschiedene Betätigungsarten unabhängig voneinander
kombinierbar sind, wobei bei konstruktiv einfacher Gestaltung eine
möglichst große Bediensicherheit erreicht werden
soll.
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Die
Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit den Merkmalen
des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Der
Erfindung liegt dabei der Gedanke zugrunde, dass das Bedienelement
zunächst in einer ersten Fläche zur Einstellung
eines ersten Parameters bewegbar sein soll, wobei unter einer solchen Bewegung
sowohl eine Drehung um eine auf der ersten Fläche senkrecht
stehende Achse als auch eine Verschiebung innerhalb der Fläche
verstanden werden soll und wobei die Fläche nicht notwendigerweise
eben, sondern auch im Raum gekrümmt verlaufen kann.
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Durch
die entsprechende Bewegung des Bedienelementes kann ein erster Parameter
oder eine Auswahl von Parametern, sofern es sich um eine mehrdimensionale
Bewegung handelt, gezielt verändert werden.
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Zur
Ausführung eines zusätzlichen Schaltvorgangs kann
das Bedienelement gemäß der Erfindung ein Betätigungselement
aufweisen, mit zwei in Tangentialrichtung der ersten Fläche
gegeneinander zur Ausführung der Schaltbewegung beweglichen Schaltelementen.
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Dadurch,
dass die Schaltelemente in Tangentialrichtung der ersten Fläche
betätigbar sind, bleiben die beiden voneinander unabhängigen
Bedienbewegungen parallel zu der ersten Fläche. Eine Bewegung
senkrecht zu der ersten Fläche wird somit nicht notwendig,
so dass ein Abrutschen an dem Bedienelement in dieser Richtung verhindert
werden kann. Wird das Bedienelement mit den Fingern einer Hand ergriffen,
so ergibt sich der Vorteil, dass an der Außenfläche
des Bedienelementes sowohl eine Verschiebung oder eine Verdrehung
desselben bewirkt werden kann als auch später eine Betätigung
tangential zu derselben ersten Fläche.
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Wenn
das Bedienelement beispielsweise um eine senkrecht auf der ersten
Fläche stehende Achse drehbar ist, so bedeutet dies, dass
die am Umfang des Bedienelementes liegenden Punkte sich innerhalb
der ersten Fläche oder innerhalb einer zu dieser tangential
verlaufenden Fläche bewegen. Dies ist beispielsweise bei
den meisten Arten von Drehknöpfen, zum Beispiel Drehknöpfen,
die zur Lautstärkeregelung bei Autoradios oder zur Senderwahl
dienen, der Fall.
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Unter
einem Bedienelement kann auch ein Element verstanden werden, das
entlang der ersten Fläche verschiebbar ist, beispielsweise
in einer oder mehreren Kulissen wie ein Gangschalthebel bei einem
Kraftfahrzeug. Der Gangschalthebel ist üblicherweise um
einen Punkt im Fahrzeugboden schwenkbar gelagert, so dass er innerhalb
einer sphärischen Fläche verschiebbar ist und
zwar in Kulissen, die üblicherweise durch die Gangschaltung
vorgegeben sind.
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Das
Bedienelement, sei es ein Drehknopf oder ein Gangschaltungsknopf
kann vorteilhaft einen Bedienkörper aufweisen, der an einer
Außenfläche wenigstens ein Schaltelement trägt,
das in Richtung des Bedienkörpers durch Druck betätigbar
ist.
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Der
entsprechende Bedienkörper kann beispielsweise eine noppenartige
oder stegartige Erhöhung tragen, die einen durch elastische
Kompression betätigbaren elektrischen Schaltkontakt aufweist.
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Es
kann auch ein anderen erhöhtes oder in einer Vertiefung
des Bedienkörpers angeordnetes Schaltelement vorgesehen
sein, das gegen eine elastische Kraft zentrisch nach innen zum Bedienkörper
hin druckbar ist und damit einen Schalter, sei es einen elektrischen
oder mechanischen Schalter betätigt.
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Dabei
stellt es sich als besonders praktisch heraus, wenn die Außenfläche,
die das entsprechende Schaltelement trägt, auf der ersten
Fläche im wesentlichen senkrecht steht.
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Die
Betätigung des entsprechenden Schaltelementes geschieht
dann in derselben Ebene, in der auch das Bedienelement im Ganzen
drehbar oder verschiebbar angeordnet ist, mit dem Unterschied, dass
die Betätigung des Schaltelementes durch Kompression zweier
Bestandteile des Bedienelementes geschieht.
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Entsprechende
Federkonstanten, beziehungsweise die zur Betätigung der
Schaltelemente notwendigen Kompressionskräfte sollten so
groß gewählt werden, dass eine Betätigung
während der Verschiebung oder Drehung des Bedienelementes
ohne bewusstes Wollen der Bedienperson ausgeschlossen werden kann.
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Es
kann auch vorteilhaft vorgesehen sein, dass der Bedienkörper
an einer oder mehreren auf der ersten Fläche senkrecht
stehenden Außenflächen wenigstens zwei Schaltelemente
aufweist, die einander in Bezug auf den Bedienkörper gegenüberliegen
und in Richtung aufeinander zu durch Druck betätigbar sind.
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Hierdurch
wird gewährleistet, dass die zwei Schaltelemente von verschiedenen
Seiten des Bedienkörpers her radial zusammengedrückt
werden, ohne dass eine resultierende Kraft auf das Bedienelement
wirkt, die eine entsprechende Verschiebung oder Verdrehung des Bedienelementes
zur Folge haben könnte. Bei einem Umgreifen des Bedienkörpers mit
der Hand der Bedienperson sind die verschiedenen Arten der Betätigung,
nämlich auf der einen Seite die Verschiebung oder Verdrehung
und auf der anderen Seite die Betätigung der Schaltelemente
durch radiale Kompression, wahlweise anwendbar, ohne dass umgegriffen
werden muss.
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Es
kann außerdem vorteilhaft vorgesehen sein, dass zwei einander
gegenüberliegende Schaltelemente durch ein den Bedienkörper
durchsetzendes Stegelement miteinander verbunden sind.
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In
diesem Fall können jeweils zwei Schaltelemente gemeinsam
mit einem Stegelement eine konstruktive Einheit bilden, die nach
ihrer Vorfertigung in den Bedienkörper integriert werden
kann. In diesen können beispielsweise radiale Ausnehmungen
eingebracht werden, in die die Stegelemente nachträglich
eingebracht werden können. Damit lässt sich der
Fertigungsaufwand für das erfindungsgemäße
Bedienelement sinnvoll senken.
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Damit
die Schaltelemente in jeder Position des Bedienelementes leicht
erreichbar sind, kann gemäß der Erfindung vorteilhaft
vorgesehen sein, dass wenigstens vier, insbesondere sechs Schaltelemente entlang
einer Umfangslinie des Bedienkörpers gleichmäßig
verteilt sind, die innerhalb einer in Tangentialrichtung der ersten
Fläche liegenden zweiten Fläche verläuft.
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Besonders
sinnvoll ist eine derartige Ausgestaltung, wenn es sich bei dem
Bedienelement um ein im wesentlichen zylindrisch geformtes Bauteil handelt,
das dann an seiner Mantelfläche die Schaltelemente trägt.
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Generell
kann das Bedienelement die Form eines im Querschnitt kreisrunden
Bedienknopfes aufweisen, wie dies bei den üblichen Drehknöpfen
für Multimediageräte beziehungsweise Schaltknöpfen für
Gangschaltungen der Fall ist. Dabei können die Schaltelemente
entweder als Erhebungen am Umfang des jeweiligen Knopfes vorgesehen
sein oder sie können so in die zylindrische Kontur eingelassen sein,
dass sich durch den Bedienkörper mit den entsprechenden
Schaltelementen insgesamt eine zylindrische Kontur ergibt, wobei
die Schaltelemente in Vertiefungen des Bedienkörpers eingelassen
sind.
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Die
Funktionszuordnung der Dreh- oder Verschiebungsbewegung des Bedienelementes
einerseits und der Schaltbewegung der Schaltelemente andererseits
kann beispielsweise derart sein, dass mittels der Dreh- oder Verschiebebewegung
ein Parameter gezielt verändert wird und dass danach durch
Betätigung eines Schaltelementes die entsprechende Parameterauswahl
fixiert und an ein zu steuerndes Aggregat weitergegeben wird, wie
beispielsweise bei einem Autoradio, wenn mittels des Drehknopfes
ein Sender gewählt wird und dieser mittels der Schaltbewegung
festgestellt und ausgewählt wird.
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Im
folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels
in einer Zeichnung gezeigt und anschließend beschrieben.
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Dabei
zeigt
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1 schematisch
eine Frontansicht eines Autoradios;
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2 schematisch
eine dreidimensionale Ansicht eines Gangschalthebels für
ein Kraftfahrzeug;
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3 eine
Frontansicht eines Bedienelementes mit eingelassenen Schaltelementen;
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4 eine
Frontansicht eines Bedienelementes mit Schaltelementen in Form von
Erhebungen sowie
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5 die
logische Verschaltung des Bedienelementes einerseits mit den Schaltelementen
andererseits sowie einer Steuerungseinrichtung.
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1 zeigt
schematisch eine Frontansicht eines Multimediagerätes aus
einem Kraftfahrzeug, das beispielsweise die Funktionen eines Autoradios realisiert.
Dabei ist ein Drehknopf 1 in zylindrischer Form vorgesehen,
der um eine Drehachse 2 durch Anfassen an der Umgangsfläche 3 drehbar
ist, um beispielsweise eine Lautstarke oder einen Sender einzustellen.
Die Drehung erfolgt in einer der durch den Pfeil 4 angedeuteten
Drehrichtungen.
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Um
zur aktiven Auswahl eines durch die Drehung eingestellten Parameters
zu gelangen, ist im Gegensatz zu einigen der im Stand der Technik
bekannten Ausgestaltungen nicht vorgesehen, den Drehknopf 1 axial
herauszuziehen oder einzudrücken, sondern diesen in Richtung
der Pfeile 5, 6 radial auf die Achse 2 hin
zu komprimieren. Durch diese Bewegung wird mittels eines in den
Drehknopf eingebauten Schaltmechanismus ein Signal erzeugt, das dazu
führt, dass der durch Drehung eingestellte Parameter aktiviert
beziehungsweise festgestellt wird.
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Im
rechten Bereich der 1 ist ein Schieberegler 7 dargestellt,
der zusätzlich in einer gestrichelten Stellung gezeigt
ist. Von der gestrichelten zur durchgezogenen Position ist er durch
eine Schiebebewegung 8 entlang einer Kulisse 9 bewegt
worden. Sowohl diese Schiebebewegung als auch die Drehbewegung des
Drehknopfes 1 entspricht einer Bewegung in einer Fläche,
die im wesentlichen der Zeichenebene entspricht.
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Nach
der Einstellung eines Parameters mittels des Schiebereglers 7 durch
Verschieben entlang der Kulisse 9 kann der entsprechende
eingestellte Parameter durch radiales Komprimieren des Schiebereglers 7 in
Richtung der Pfeile 10, 11 oder quer zur Bewegungsrichtung
in Richtung der Pfeile 12, 13 komprimiert werden,
um einen Schaltvorgang zu bewirken.
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In
der 2 ist ein Gangschalthebel 14 mit einem
Gangschaltknopf 15 dargestellt, der in einer gekrümmten
Fläche durch die Schwenkbewegung des Gangschalthebels 14 bewegbar
ist. Die gekrümmte Fläche ist mittels entsprechend
gekrümmter Gitternetzlinien 16, 17, 18, 19, 20 dargestellt.
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Die
verschiedenen Bewegungsrichtungen des Gangschalthebels 14 sind
beispielhaft durch die Pfeile 21, 22, 23, 24 dargestellt.
Der Gangschaltknopf 15 dient als Beispiel dafür,
dass sich die Erfindung auch auf ein Bedienelement beziehen kann,
das nicht in einer ebenen sondern in einer gekrümmten Fläche bewegbar
und zum Bewirken einer Schaltbewegung radial komprimierbar ist.
Die entsprechende Kompressionsbewegung würde umfangseitig
auf den Gangschaltknopf 15 radial zu seiner Zylinderachse hin
erfolgen.
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Aus
der 3 ist genauer ersichtlich, wie die Schaltelemente
eines Bedienelementes gemäß der Erfindung gestaltet
sein können. Es ist ein im wesentlichen runder Bedienkörper 25 gezeigt,
der an seinem Umfang vier Schalterelemente 26, 27, 28, 29 trägt,
die von dem Bedienkörper unabhängig beweglich
sind. Durch eine Kompressionsbewegung in Richtung eines oder zweier
der Pfeile 30, 31, 32, 33 kann
jeweils ein Schaltvorgang zur Auswahl des durch Drehung voreingestellten
Parameters durchgeführt werden.
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Es
können zu diesem Zweck entsprechend elektrische Kontakte
zwischen dem Bedienkörper 25 und den entsprechenden
Schaltelementen vorgesehen sein, deren Schaltzustände durch
eine Elektronik registriert werden können.
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In
der 4 ist eine Variante dargestellt, bei der ein zylindrischer
Bedienkörper 34 vorgesehen ist mit erhoben auf
diesem angeordneten Schaltelementen 35, 36, 37, 38,
wobei die Schaltelemente 35, 38 einander diametral
an dem Bedienkörper 34 gegenüber liegen
und durch einen Steg 39 in Form eines Rohres miteinander
verbunden sind. Innerhalb des Stegs 39 sind zwei jeweils
mit den Schaltelementen 35, 38 verbundene Kolben 40, 41 vorgesehen,
die durch eine elastische Feder 42 beabstandet und zur Durchführung
einer Schaltbewegung nach innen elastisch druckbar sind. Es kann
dazu ein Schaltkontakt vorgesehen sein, der durch die entsprechenden Kolben 40, 41 betätigbar
ist.
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Diese
Variante hat den Vorteil, dass die konstruktive Baueinheit mit dem
Stegelement 39 und den Kontaktelementen 35, 38 sowie
der Feder 42 vormontiert in den Bedienkörper 34 eingesetzt
werden kann.
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Die 5 zeigt
schematisch das Zusammenwirken der Bewegung des Bedienelementes 43 und
der Bedienung der Schaltelemente 44, 45.
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Mittels
des Bedienelementes wird im vorliegenden Fall durch eine Drehung
des Bedienkörpers ein frei einstellbarer Parameter an ein
Eingangsmodul 46 einer Verarbeitungseinrichtung 47 geleitet.
Der in dem Eingangsmodul 46 vorliegende Wert richtet sich
möglichst verzögerungsfrei nach der Dreh- oder Verschiebungsbewegung
des Bedienkörpers.
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Ergänzend
dazu kann durch die Schaltelemente 44, 45 ein
Signal gegeben werden, das in einem Auswahlmodul 48 den
augenblicklich dort hingespiegelten Eingangswert des Eingangsmoduls 46 festsetzt.
Dieser festgesetzte Wert des Auswahlmoduls 48 wird danach
an ein Ausgabemodul 49 zur weiteren Behandlung ausgegeben.
Danach steht der Auswahlmechanismus des Bedienelementes zum Festlegen
eines anderen Parameters wieder zur Verfügung.
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Durch
die Erfindung wird in konstruktiv einfacher Weise eine Auswahlmöglichkeit
für beliebige festzulegende Parameter für ein
Steuerungssystem geschaffen, wobei der jeweilige Parameter in seiner Höhe
zunächst wunschgemäß eingestellt und
sodann durch eine Betätigungs- beziehungsweise Schaltbewegung
festgelegt und übermittelt werden kann.
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- 1
- Drehknopf
- 2
- Drehachse
- 3
- Umgangsfläche
- 4
- Drehrichtungen
- 5,
6
- Komprimierungsrichtung
- 7
- Schieberegler
- 8
- Schiebebewegung
- 9
- Kulisse
- 10,
11
- radiale
Komprimierungsrichtung
- 12,
13
- Komprimierungsrichtung
quer zur Bewegungsrichtung
- 14
- Gangschalthebel
- 15
- Gangschaltknopf
- 16,
17, 18, 19, 20
- Gitternetzlinien
- 21,
22, 23, 24
- Bewegungsrichtungen
des Gangschalthebels
- 25
- runder
Bedienkörper
- 26,
27, 28, 29, 35
- Schalterelemente
- 36,
37, 38
- Schalterelemente
- 30,
31, 32, 33
- Kompressionsbewegungen
- 34
- zylindrischer
Bedienkörper
- 39
- Steg
- 40,
41
- Kolben
- 42
- elastische
Feder
- 43
- Bedienelement
- 44,
45
- Schalterelemente
- 46
- Eingangsmodul
- 47
- Verarbeitungseinrichtung
- 48
- Auswahlmodus
- 49
- Ausgabemodul
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 2005/0034557
A1 [0009]
- - EP 1416506 B1 [0010]
- - JP 2007048481 A [0011]