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Die
Erfindung betrifft ein Bedienelement, insbesondere für
ein Kraftfahrzeug, bestehend aus zumindest einem Drehknopf, der
drehbar in einem Gehäuse gelagert ist, einer verdrehfest
mit dem Drehknopf verbundenen Verlängerung und einem Drehwiderstand,
wobei an die Verlängerung eine Verzahnung angeformt ist
und der Drehwiderstand durch die Verlängerung und mittels
eines Getriebes verstellbar ist.
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In
Kraftfahrzeugen werden häufig Drehsteller in Bedienelementen
verwendet, um veränderbare Stellgrößen,
wie beispielsweise die Lautstärke eines Radios, einstellen
zu können. Um den Bedienkomfort zu erhöhen und
die Drehsteller auch ohne Tageslicht auffinden und bedienen zu können,
sind diese Drehsteller hinterleuchtet und/oder mit hinterleuchtbaren Markierungen
und/oder hinterleuchtbaren Symbolen versehen. Ist beispielsweise
der Drehknopf oder Drehsteller, wobei diese Worte als Synonyme verwendet
werden, mit einem Anzeigestrich versehen, der hinterleuchtet ist
und ist auf der den Drehsteller umgebenden Blende des Armaturenbretts
oder dem Gehäuse des Drehstellers selbst eine Skalierung
vorgesehen, so ist ein Justieren auch bei schlechten Lichtverhältnissen
oder in der Dunkelheit leicht möglich. Um mittels eines
Drehstellers einen vorgebbaren Wert einstellen zu können
und gleichzeitig eine Hinterleuchtung des Drehstellers zu realisieren,
sind verschiedene Lösungen aus dem Stand der Technik bekannt.
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Aus
der gattungsbildenden unveröffentlichten deutschen Patentanmeldung
DE 10 2007 057 940 ist
ein Drehsteller für ein Kraftfahrzeug mit einer Lichtführung
im Inneren des Drehknopfes bekannt. Hierbei wird das Licht von Leuchtmitteln
mittels Lichtleitelementen von einer Leiterplatte ausgehend in die zu
hinterleuchtenden Bereiche des Drehknopfes geleitet, um somit Symbole
auf dem Drehknopf zu hinterfeuchten. Zur Verstellung der Stellgrößen,
die mittels des Bedienelementes einstell bar sind, wird mittels des
Drehstellers und eines Getriebes ein drehbarer Widerstand verstellt.
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In
der
DE 197 12 294
C2 ist ein Drehsteller beschrieben, bei dem das Licht einer
Lichtquelle mittels eines Lichtleitkörpers einerseits zur
Ausleuchtung des Drehknopfes und gleichzeitig zur Hinterleuchtung
einer den Drehknopf umgebenden Corona verwendet wird. Hierzu ist
das Leuchtmittel hinter einer mit einer Öffnung versehenen
Leiterplatte angeordnet, wobei der Lichtleiter in die Öffnung
der Leiterplatte hineinreicht, um somit einen möglichst
guten Lichtübergang zwischen Lichtquelle und Lichtleiter zu
gewährleisten. Neben dem Lichtleiter sind mit dem Drehsteller
Widerstandsbahnen verbunden, die mittels des Drehstellers drehbar
sind. Hierbei drehen sich die Widerstandbahnen über Kontaktfedern,
so dass ein Verstellen eines vorgebbaren elektrischen Wertes möglich
ist.
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Darüber
hinaus ist aus der
DE
101 27 221 B4 ein Drehknopf bekannt, der eine als Drehübertragungselement
bezeichnete Verlängerung aufweist, wobei mit der Verlängerung
ein Ringpotentiometer unmittelbar betätigbar ist. Das Drehübertragungselement
dient gleichzeitig als Lichtleiter, wobei eine Lichtquelle unterhalb
des Potentiometers auf einer Leiterplatte befestigt ist. Die Lichtquelle
ist derart vor eine Öffnung montiert, dass das Licht in
die Verlängerung durch das Ringpotentiometer hindurch in
Richtung des Drehstellers leitbar ist. Nachteilig hieran ist, dass
die Einstellbarkeit des Ringpotentiometers unmittelbar an eine Verdrehung
des Drehknopfes gekoppelt ist.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Bedienelement und insbesondere einen Drehsteller
für ein Kraftfahrzeug bereit zu stellen, das mit minimalem konstruktivem
Aufwand einerseits eine Hinterleuchtung eines Drehstellers ermöglicht
und darüber hinaus die Einstellbarkeit, der relative Drehwinkel
zwischen dem Drehknopf und einem Drehwiderstand veränderbar
und einstellbar ist.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass die Verlängerung
als Lichtleitelement ausgebildet ist, so dass Licht in den Drehknopf
leitbar ist. Durch den erfindungsgemäßen Aufbau
des Bedienelementes und insbesondere des Drehstellers ist nun die
Möglichkeit geschaffen, mit minimalem konstruktivem Aufwand
einen außerhalb des Drehknopfes angeordneten Drehwiderstand
zu betätigen, wobei die Verstellbarkeit des Drehwiderstandes
durch die Auswahl der Anzahl der Verzahnungen im Lichtleitelement
und im über dem Drehwiderstand angeordneten Zahnrad einstellbar
ist. Ein Vorteil, der sich hieraus ergibt, ist der, dass ein sehr
kompakter Gesamtaufbau des Drehstellers mit konstanter Leuchtdichte über
dem Drehwinkel bei gleichzeitig geringer Anzahl von Leuchtmitteln
ermöglicht wird. Dies wird insbesondere dadurch ermöglicht,
dass der mittels des Drehstellers betätigte Drehwiderstand
außerhalb des Drehstellers beziehungsweise des Drehknopfes anordbar
ist. Hierdurch ist es möglich, das Innere des Drehstellers
mit Lichtleitelementen und/oder Lichtführungen und/oder
Lichtabschottungen zur Ausleuchtung von Anzeigen und/oder Symbolen und/oder
Piktogrammen zu verwenden.
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Die
Ausbildung der Verlängerung und somit des Betätigungsgliedes
als Lichtleitelement verbindet mindestens zwei Funktionen, nämlich
das Lichtleiten und den mechanischen Antrieb des Drehwiderstandes
in einem Bauteil. Darüber hinaus besteht zusätzlich
die Möglichkeit, die Verlängerung derart auszubilden,
dass die Verlängerung gleichzeitig zur Lagerung des Drehstellers
dient. Somit kommen der Verlängerung und gleichzeitig dem
Lichtleitelement die Aufgaben der Lichtführung, des Antriebs
des Drehwiderstandes und der Bildung eines Lagerpunktes für den
Drehsteller zu.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform ist die Verzahnung an
einer äußeren Umfangsoberfläche der Verlängerung
angebracht. Die Verzahnung an der Verlängerung bildet mit
einem in die Verzahnung eingreifenden Zahnrad ein mit einem einstellbaren Übersetzungsverhältnis
ausgebildetes Getriebe. Bevorzugt ist das Zahnrad einerseits im
Gehäuse des Bedienelementes und andererseits in der Leiterplatte und/oder
dem Drehwiderstand gelagert. Hierbei bildet eine Achse des Zahnrads
den Antrieb zur Verstellung des Drehwiderstandes.
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In
Fortbildung der Erfindung ist im Inneren des Drehstellers ein feststehender
oder als Taster ausgebildeter Anzeigebereich vorgesehen. Insbesondere
dieser feststehende Taster ist die Ursache für die Anordnung
der Leuchtmittel auf einem Umfang auf der Leiterplatte außerhalb
des Tasters. Durch die erfindungsgemäße Anordnung
und Betätigung des außerhalb des Drehstellers
auf der Leiterplatte angeordneten Drehwiderstandes ist es nun möglich,
den separaten Anzeigenbereich mittels Leuchtmitteln und Lichtleit-
oder Lichtabschottungselementen gezielt auszuleuchten. Ein Vorteil
hierbei ist, dass ein kompakter Drehstelleraufbau mit ausgeleuchteter
feststehender Symbolscheibe oder Anzeigenbereich im Drehknopfzentrum
und einem mit hoher Leuchtdichte ausgeleuchteten Zeiger ermöglicht wird.
Darüber hinaus ergibt sich der Vorteil, dass auf eine zusätzliche
rotierende Leiterplatte verzichtet werden kann.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher
erläutert. Es zeigen:
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1 die
Seitenansicht im Schnitt durch ein erfindungsgemäß aufgebautes
Bedienelement als Drehsteller und
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2 die
Ansicht auf einen erfindungsgemäßen Drehsteller
aus Richtung des Pfeils B ohne Leiterplatte und Gehäuse.
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In
der 1 ist eine Seitenansicht auf ein Bedienelement 1 mit
einem Drehsteller 2, der in einem Lager 3 drehbar
in einem Gehäuse 4 aufgenommen ist, im Schnitt
und in einer Seitenansicht dargestellt. Mit dem Drehsteller 2 oder
dem Bedienknopf 2 eine Verlängerung 5 verdrehfest
verbunden. An einem unteren Ende 6 der Verlängerung 5 ist
am äußeren Umfang 7 der Verlängerung 5 eine
Verzahnung 8 angebracht. Die Verzahnung 8 wirkt
unmittelbar auf ein Zahnrad 9, das wiederum drehbar im
Gehäuse 4 und der Leiterplatte 10 beziehungsweise
dem Drehwiderstand 11 gelagert ist. Hierbei wirkt das Zahnrad 9 mittels
einer Achse 12 mit dem Drehwiderstand 11 zusammen,
wobei mittels der Achse 12 der Drehwiderstand 11 verstellbar
bzw. einstellbar ist. Durch die Ausbildung einer Verzahnung 8 an
der Verlängerung 8 kann vorteilhafter Weise auf
ein separates Zahnrad verzichtet werden, was sich wiederum positiv
auf den benötigten Bauraum auswirkt.
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Auf
der Leiterplatte 10 und unterhalb der Verlängerung 5 sind
Leuchtmittel 13 am Umfang verteilt angeordnet. In einer
bevorzugten Ausführungsform sind sechs Leuchtmittel 13 am
Umfang der Verlängerung 5 auf der Leiterplatte 10 angeordnet.
Im Inneren des Drehstellers 2 ist dem Bediener zugewandt
ein Anzeigebereich 14 oder eine Symbolscheibe 14 angebracht.
Der Anzeigebereich 14 ist im Gegensatz zum Drehsteller 2 feststehend
im Bedienelement 1 befestigt. Der Anzeigebereich 14 ist
mittels zweier Leuchtmittel 15, die in der 1 hintereinander
angeordnet sind, ausleuchtbar. Hierbei besitzt das Bedienelement 1 in
dieser Ausführungsform zwei weitere Lichtleitelemente 16, 17,
die auch einstückig ausbildbar sind. Darüber hinaus
ist es auch möglich noch einen weiteren Lichtleiter 16, 17 zu
integrieren, so dass auch 3 Lichtleiter 16, 17 zur
Ausleuchtung des Bedienelementes 1 im Inneren 21 zur
Verfügung stehen. Das Lichtleitelement 17 ist
hierbei hohlzylinderförmig ausgebildet und wird mit dem
in der 1 sichtbaren Leuchtmittel 15 ausgeleuchtet.
Das Lichtleitelement 17 dient hierbei als Lichtabschottungswand 17,
so dass mit dem Leuchtmittel 15 eine punktuelle Hinterleuchtung
eines Anzeigebereichs 18 in der Symbolscheibe 14 anzeigbar
ist. Mittels des Lichtleitelementes 16, das eine konische,
ebenfalls hohlzylinderförmige Form aufweist, dient zur
Hinterleuchtung der Symbolscheibe 14, und wird mittels
eines im Bereich 19 angeordneten, hinter dem Leuchtmittel 15 befindlichen
Leuchtmittel ausgeleuchtet. Das Lichtleitelement 16 ist
hierbei fest im Gehäuse 4 gehalten.
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Der
Drehsteller 2 dreht sich um die feststehenden Innenteile 4, 14, 16, 17,
wobei mittels der Verlängerung 5 und der Verzahnung 8 das
Zahnrad 9 drehbar und somit der Drehwiderstand 11 betätigbar ist.
Während des Verdrehens der Verlängerung 5,
die das Lichtleitelement 5 bildet, wird das Licht der Leuchtmittel 13 unmittelbar
in das Lichtleitelement 5 eingekoppelt und zu einer transluzenten
oder transparenten Anzeige 20 weitergeleitet. Durch den
erfindungsgemäßen Aufbau ist es nun möglich,
auf eine zusätzliche, sich drehende Leiterplatte zu verzichten. Dies
wiederum bedeutet, dass Schleifgeräusche durch Schleifkontakte
zur Übergabe der Stromversorgung an die Lichtquellen 13, 15 vermieden
werden. Darüber hinaus ist durch die freie Gestaltungsmöglichkeit
im Inneren 21 des Drehstellers 2 eine hohe Lichtdichte
am Drehstellersymbol 20 erzielbar. Der Aufbau ermöglicht
eine berührungslose Anordnung der Übergabe des
Lichtes an den rotierenden Lichtleiter 5. Darüber
hinaus ergibt sich der Vorteil, dass nicht alle LEDs gleichzeitig
eingeschaltet sein müssen. Ein weiterer Vorteil ergibt
sich dann, wenn derartige Bedienelemente 1 und insbesondere
die Symbolausleuchtung des Drehstellermarkers 20 mit sehr
hohen Leuchtdichten von 1500 cd pro Quadratmeter erzielt werden
müssen, werden alle LEDs eingeschaltet, so ist der Zeiger 20 oder
Drehstellermarker 20 auch tagsüber erkennbar.
Dabei kann der Zeiger 20 auch schwarz eingefärbt
werden, um eine einheitliche Oberfläche am Bedienknopf 2 zu
erzielen, da aufgrund der hohen Leuchtdichte eine zum Beispiel dünne
Lackschicht oder eine PVD-Beschichtung durchleuchtbar ist. In einer
bevorzugten Ausführungsform sind 6 Leuchtmittel 13 am
Umfang und regelmäßig im Bedienelement 1 auf
der Leiterplatte 10 elektrisch kontaktiert und befestigt.
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Ein
wesentlicher Vorteil der Erfindung ist der konstruktiv einfache,
das heißt mit einer geringen Anzahl von benötigten
Bauteilen zu erstellende Aufbau des Bedienelementes 1.
So dient die Verlängerung 5 als Lichtleitelement 5,
zur wahlweisen Lagerung im Lager 3 und zusätzlich
zur Übertragung des Drehmomentes auf den Drehwiderstand 11.
Darüber hinaus besitzt der erfindungsgemäße
Drehsteller einen hohen Grad an konstruktivem Freiraum, da der Drehwiderstand
außerhalb des äußeren Umfangs der Verlängerung
und somit des Drehstellers 2 angeordnet ist und im Inneren 21 des
Drehstellers 2 weitere optische, opto-elektronische, elektrische
oder mechanische Bauteile anordbar sind.
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In
der 2 ist die aus Richtung des Pfeils P auf den Drehsteller 2 ohne
das Gehäuse 4 und die Leiterplatte 10 wiedergegeben.
Die 2 zeigt hierbei ein Zahnradgetriebe, bestehend
aus der Verzahnung 8 am Lichtleitelement 5 und
dem Zahnrad 9 mit der Antriebsachse 12 für
die Verstellung des Drehwiderstandes 11.
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Bevorzugt
wird das erfindungsgemäße Bedienelement 1 als
Drehsteller 2 in einem Kraftfahrzeug eingesetzt. Eine Verwendung
des erfindungsgemäßen Aufbaus in Geräten
der Unterhaltungselektronik oder in Haushaltsgeräten ist
darüber hinaus aber ebenfalls vorstellbar.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102007057940 [0003]
- - DE 19712294 C2 [0004]
- - DE 10127221 B4 [0005]