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Die
Erfindung betrifft allgemein einen Schalter und/oder Drehsteller
mit wenigstens einem Bedienknopf, der gegenüber einer den Bedienknopf umgebenden
Blende von einer Bedienstellung in eine Versenkstellung und umgekehrt
verschiebbar ist. Diese Art von Schalter oder Drehsteller wird regelmäßig in Kraftfahrzeugen
mit dem Ziel der Erfüllung
des sogenannten Kopfaufschlagkriteriums eingesetzt. Demnach ist
es nur noch zulässig,
dass der Bedienknopf um ein gesetzlich vorgeschriebenes maximales
Distanzmaß von
der umgebenden Blende, der Verkleidung, dem Armaturenbrett oder
der Systemtafel eines Kraftfahrzeugs vorsteht, um bei einem Kopfaufschlag
das Verletzungsrisiko zu minimieren. Um dennoch eine bequeme Bedienbarkeit und
ein leichtes Ergreifen des Bedienkopfes zu ermöglichen, ist es bekannt, den
Bedienknopf nachgiebig zu lagern oder deformierbar auszugestalten.
Ferner sind eingangs genannte, verschiebbar gelagerte Bedienknöpfe bekannt,
die in der Bedienstellung verrasten und beim Kopfaufschlag durch
Bruch einer Sollbruchstelle die Versenkstellung erreichen.
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All
den zuvor beschriebenen Ausführungsformen
ist nachteilig gemeinsam, dass die Funktion des Schalters oder Drehstellers
nach dem Kopfaufschlag nicht mehr gewährleistet werden kann. Zudem
hat sich gezeigt, dass beim Kopfaufschlag das Zurückweichen
des Bedienknopfes nicht zuverlässig und
reproduzierbar gewährleistet
werden kann.
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Vor
dem Hintergrund der oben beschriebenen Nachteile des Standes der
Technik ist es daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten
Schalter und/oder Drehsteller bereitzustellen, der einerseits reproduzierbar
und zuverlässig
die Versenkstellung beispielsweise bei einem Kopfaufschlag erreichen
kann und andererseits danach in die Bedienstellung unter Beibehaltung
beziehungsweise Wiederherstellung seiner Funktionalität in die
Bedienstellung zurückkehren
kann.
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Diese
Aufgabe wird durch einen Schalter und/oder Drehsteller gemäß Anspruch
1 gelöst.
Die jeweils abhängigen
Ansprüche
betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen.
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Die
Erfindung betrifft einen Schalter und/oder Drehsteller mit wenigstens
einem Bedienknopf, der gegenüber
einer den Bedienknopf umgebenden Blende von einer Bedienstellung
in eine Versenkstellung und umgekehrt verschiebbar ist. Die Begriffe Schalter
und Drehsteller sind breit auszulegen. Die Erfindung kann generell
bei sämtlichen
Bedienelementen zur Anwendung kommen, bei denen mittels einer mechanischen
Betätigung,
beispielsweise Drehen oder Tasten, eines Bedienknopfes ein elektrisches
Steuersignal ausgelöst
oder verändert
wird. Folglich kann der jeweilige Bedienknopf ein Tast- oder Drehknopf
oder Kombinationen daraus sein. Zur Erzeugung des elektrischen Steuersignals
sind beispielsweise ein Schalter, eine Auswertelektronik und/oder
ein Potentiometer vorgesehen. Beispielsweise umfasst die Auswertelektronik
einen Hallsensor mit einem magnetischen Drehgeber oder einen optischen
Lichtschrankenaufbau (sogenannter optischer Encoder) zur Erzeugung
eines Steuersignals aus der Drehverstellung des Bedienknopfes.
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Die
Bedienstellung ist vorgesehen, um eine Bedienung des Bedienknopfs
zu ermöglichen
oder zu erleichtern, weil beispielsweise durch den Überstand
des Bedienknopfes gegenüber
der ihn umgebenden Blende eine bequeme Bedienung ermöglicht ist.
Eine demgegenüber
versenkte Stellung, die Versenkstellung, verringert die Bauhöhe des Schalters oder
Drehstellers und verringert damit den Überstand des Bedienknopfes
gegenüber
der Blende, das heißt der
Einbauumgebung, der Verkleidung, dem Armaturenbrett oder der Systemtafel.
Dadurch können
Verletzungen der bedienenden Person an den besonders weit vorstehenden
Bedienknöpfen
vermieden werden. Beispielsweise ist in der Versenkstellung die dem
Bediener zugewandte Stirnfläche
des Bedienknopfs bündig
mit der dem Bediener zugewandten Oberfläche der Blende.
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Insbesondere
bei der Verwendung in der Fahrgastzelle eines Fahrzeugs, beispielsweise
eines Kraftfahrzeugs, ist die erfindungsgemäße Versenkposition vorgesehen,
dass der in die Fahrgastzelle eines Fahrzeugs besonders weit hervorstehende
Bedienknopf bei einem Aufprall eines Körperteils eines Insassen, beispielsweise
bei einem Unfall, zur Reduzierung und Vermeidung von Verletzungen
zumindest teilweise gegenüber
den anderen Bedienknöpfen
und der umgebenden Verkleidung, Armaturenbrett oder der Systemtafel
zurückgezogen,
d. h. versenkt werden kann.
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Der
erfindungsgemäße Schalter
und/oder Drehsteller zeichnet sich dadurch aus, dass der betreffende
Bedienknopf unter Überwindung
einer definierten Haftkraft aus der Bedienstellung in die Versenkstellung
verschiebbar ist und die Haftkraft aufgrund in der Bedienstellung
magnetisch aneinander haftenden Elementen bewirkt wird.
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Durch
diese magnetische Haftwirkung wird eine reproduzierbare, nahezu
temperaturneutrale „Verrastung” des Bedienknopfs
in der Bedienstellung erreicht. Zudem kann diese „Verrastung” wieder
hergestellt werden, indem der Bedienknopf in seine Bedienstellung,
beispielsweise nach einem Missbrauch oder Kopfaufschlag, zurückverschoben
wird. Dadurch kann die Funktionalität und Bedienbarkeit des Schalters
oder Drehstellers leicht wiederhergestellt werden. Zudem kann durch
Wahl der Stärke
der Magnetkraft und Größe der Berührflächen der
in der Bedienstellung magnetisch haftenden Elemente die Haftkraft
vergleichsweise einfach und genau definiert eingestellt werden.
Dient der Bedienknopf der Vornahme einer Schaltfunktion in Richtung
der Verschieberichtung so bleibt die damit verbundene Haptik durch
die aufgrund der magnetischen Haftung erreichte starre Verbindung
vorteilhaft vollkommen erhalten.
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Die
Versenkstellung des Bedienknopfes oder die zur Erreichung dieser
Stellung notwendige Krafteinwirkung wird im Allgemeinen den entsprechenden Normen
und Richtlinien entsprechend ausgestaltet sein.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
sind diese entsprechend dem europäischen „Übereinkommen über die
Annahme einheitlicher Bedingungen für die Genehmigung der Ausrüstungsgegenstände und
Teile von Kraftfahrzeugen und über
die gegenseitige Anerkennung der Genehmigung” insbesondere dessen Regelung
Nr. 21 (in Kraft seit dem 26. April 1986) ausgestaltet, die hiermit
durch Bezugnahme umfasst ist. So ist bevorzugt vorgesehen, dass
in der Versenkstellung der Bedienknopf maximal 9,5 mm von der umgebenen
Verkleidung, Armaturenbrett oder Systemtafel in Richtung des Bedieners
vorsteht.
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Beispielswiese
liegt eine typische Kraft bei einem Kopfaufschlag bei 378 N. Bevorzugt
ist die definierte Haftkraft so gewählt, dass die beim Aufschlag zu überwindende
Kraft, um ein Verschieben des Bedienknopfes zu erreichen, deutlich
darunter liegt, beispielsweise im Bereich von ca. 80 N bis 90 N.
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Bevorzugt
umfassen die magnetisch aneinander haftenden Elemente wenigstens
einen Permanentmagneten, der beispielsweise mit einem ferromagnetischen
Element in der Bedienstellung haftend zusammenwirkt.
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In
einer besonders zuverlässigen
Ausgestaltung umfassen die magnetisch aneinander haftenden Elemente
wenigstens ein Permanentmagnetpaar, deren ungleichnamige Pole in
der Bedienstellung haftend zusammenwirken.
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Um
eine weitgehend vom Auftreffwinkel des Kopfaufschlags oder der Missbrauchskraft
unabhängiges,
sicheres „Ausrasten” des Bedienknopfes
zu erreichen, sind die magnetisch aneinander haftenden Elemente
so ausgestaltet, dass deren Berührfläche in der
Bedienstellung ringförmig
ist. Beispielsweise sind ein oder mehrere Ringmagnete vorgesehen.
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Die
Elemente können
in einer Ausgestaltung so angeordnet sein, dass die magnetische
Kraft zur Bewirkung der Haftkraft senkrecht zur Richtung der Verschiebbarkeit
steht. In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die in der Bedienstellung
magnetisch aneinander haftenden Elemente so angeordnet sind, dass
aufgrund deren Magnetkraft eine Rückstellkraft aus der Versenkstellung
in die Bedienstellung bewirkt wird. Beispielsweise ist die Magnetkraft,
die in der Bedienstellung die Haftkraft bewirkt, parallel zur Verschieberichtung
des Bedienknopfs ausgerichtet und sorgt so aufgrund der Anziehung
der jeweiligen Elemente für
eine Rückstellkraft.
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Zur
Unterstützung
der Rückstellung
aus der Versenkstellung in die Bedienstellung ist in einer weiteren
vorteilhaften Ausgestaltung eine Rückstellfeder vorgesehen.
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Bevorzugt
ist der Bedienknopf auf einer zugehörigen Leiterplatte gelagert,
beispielsweise drehbar, und der Bedienknopf und die Leiterplatte
sind gegenüber
der Blende zwischen der Bedienstellung und der Versenkstellung verschiebbar
gelagert. Ein derartiger Aufbau hat sich als besonders zuverlässig erwiesen.
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Zur
Vermeidung von Fehlbedienungen sind in einer weiteren vorteilhaften
Ausgestaltung ferner Mittel zur Detektion der Stellung des verschiebbaren Bedienknopfs
vorgesehen. Beispielsweise ist ein elektromechanischer Schalter
zur Detektion oder ein optischer Sensor vorgesehen und dient beispielsweise
der Deaktivierung des verschiebbaren Bedienknopfs in der Versenkstellung.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der Mehrfachschalter
und/oder -drehsteller wenigstens einen optischen Encoder. Optische
Encoder zeichnen sich durch eine hohe Zuverlässigkeit, eine geringe Temperaturbeeinflussung und
eine hohe Stellgenauigkeit aus.
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Die
Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug mit einem Schalter und/oder
Drehsteller in einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen.
Der Schalter und/oder Drehsteller ist in einem Fahrgastraum, beispielsweise
in einer Verkleidung, einem Armaturenbrett oder einer Systemtafel
angeordnet. Bei der Verwendung in der Fahrgastzelle eines Kraftfahrzeugs
ist die erfindungsgemäße Versenkposition
vorgesehen, dass der in die Fahrgastzelle eines Fahrzeugs besonders
weit hervorstehende Bedienknopf bei einem Aufprall eines Körperteils
eines Insassen beispielsweise bei einem Unfall zur Reduzierung und Vermeidung
von Verletzungen zumindest teilweise gegenüber den anderen Bedienknöpfen oder
der umgebenden Verkleidung, Armaturenbrett oder der Systemtafel
zurückgezogen,
d. h. versenkt werden kann.
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In
den beigefügten
Figuren sind zwei bevorzugte Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Drehstellers
schematisch dargestellt, ohne die Erfindung auf die gezeigte Ausführungsform
zu beschränken.
Es zeigt:
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1a eine
Schnittansicht des Drehstellers in einer ersten Ausführungsform
mit dem Bedienknopf in der Bedienstellung,
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1b eine
Schnittansicht des Drehstellers in der ersten Ausführungsform
mit dem Bedienknopf in der Versenkstellung,
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2a eine
Schnittansicht des Drehstellers in einer zweiten Ausführungsform
mit dem Bedienknopf in der Bedienstellung,
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2b eine
Schnittansicht des Drehstellers in der zweiten Ausführungsform
mit dem Bedienknopf in der Versenkstellung.
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1a zeigt
eine erste Ausführungsform 1 eines
Drehstellers mit Regel- und zusätzlicher Schaltfunktion
in der Bedienstellung des zugehörigen Bedienknopfes 2.
Die Schalt- und Regelfunktionen sind über einen in einer Blende 3 angeordneten
Bedienknopf 2 von einem Bediener vorzunehmen, wobei dieser
den Bedienknopf 2 in Richtung der Pfeile 9a, 9b und 10 betätigen kann.
Zur Vornahme der Regelfunktion wirkt der Bedienknopf 2 über eine
Drehachse 8 mit einem Potentiometer 7 zusammen,
das seinerseits auf einer Leitungsplatine 6 angebracht
ist. Die Leitungsplatine 6 ist fest mit einem Bodenteil 5 aus
Metall verbunden. Dieses ferromagnetische Bodenteil 5 haftet
in der Bedienstellung an einem ringförmigen Permanentmagneten 4,
der mit der Blende 3 fest verbunden ist. Der Ringmagnet 4 und
das ferromagnetische Bodenteil 5 bilden in dieser Ausgestaltung
die in der Bedienstellung magnetisch aneinander haftenden Elemente,
deren Haftkraft durch eine auf den Bedienknopf 2 einwirkende
Kraft 11 überwunden
werden muss, um den Bedienknopf 2 in die Versenkstellung
zu bewegen, wie in 1b gezeigt ist. In der Versenkstellung
wird eine Trennung der magnetisch aneinander haftenden Elemente,
hier dem Ringmagnet 4 und dem ferromagnetischen Bodenteil 5 bewirkt.
Die magnetische Anziehungskraft zwischen dem Ringmagnet 4 und
dem ferromagnetischen Bodenteil 5 sorgt für eine Rückstellkraft 12,
die das Rückstellen
des Bedienknopfes 2 in die in 1a gezeigte
Stellung unterstützt
oder bewirkt.
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2a zeigt
eine zweite Ausführungsform 1' eines Drehstellers
in der Bedienstellung des zugehörigen
Bedienknopfes 2'.
Die Regelfunktion ist über
einen in einer Blende 3' angeordneten
Bedienknopf 2' von
einem Bediener vorzunehmen. Zur Vornahme der Regelfunktion wirkt
der Bedienknopf 2' über eine Drehachse 8' mit einem Potentiometer 7' zusammen, das
seinerseits auf einer Leitungsplatine 6' angebracht ist. Die Leitungsplatine 6 ist
fest mit einem Bodenteil 5' verbunden.
Die magnetisch aneinander haftenden Elemente werden in dieser Ausführungsform
durch ein Paar von Ringmagneten 4' gebildet, die so angeordnet sind,
dass sie in der Bedienstellung aneinander haften (ungleichnamige
Pole aneinander). Einer der ringförmigen Permanentmagnete 4' ist mit dem
Bodenteil 5' verbunden,
während
der andere mit der Blende 3' fest
verbunden ist. Die Haftkraft, der in der Bedienstellung magnetisch
aneinander haftenden Elemente 4' muss durch eine auf den Bedienknopf 2' einwirkende
Kraft 11' überwunden werden,
um den Bedienknopf 2' in
die Versenkstellung zu bewegen, wie in 2b gezeigt
ist. In der Versenkstellung wird eine Trennung der magnetisch aneinander
haftenden Elemente, hier dem Ringmagnetenpaar 4', bewirkt. Die
Rückstellung
des Bedienknopfs 2' aus
der Versenkstellung in die Bedienstellung wird durch eine Rückstellfeder 13' bewirkt oder unterstützt. Ergänzend wird
die magnetische Anziehungskraft zwischen den Ringmagneten 4' ausgenutzt,
die eine Rückstellkraft 12' für das Rückstellen des
Bedienknopfes 2' in
die in 2a gezeigte Stellung bereitstellt.