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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 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 hinterleuchten. Zur Verstellung der Stellgrößen, die mittels des Bedienelementes einstellbar 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 27 211 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 dass 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 Bohne 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 ist 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 5 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.