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Die Erfindung betrifft allgemein einen 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 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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Die
DE 20 43 240 A1 offenbart einen Drehsteller gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die
DE 102 61 831 A1 offenbart einen Schalter oder Drehsteller mit aufprallweichem Betätigungselement, ohne magnetisch anhaftende Elemente zu verwenden.
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Vor dem Hintergrund der oben beschriebenen Nachteile des Standes der Technik ist es daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten 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 Drehsteller gemäß Anspruch 1 gelöst. Die jeweils abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen.
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Die Erfindung betrifft einen Drehsteller mit wenigstens einem Bedienknopf, der gegenüber einer den Bedienknopf umgebenden Blende von einer Bedienstellung in eine Versenkstellung und umgekehrt verschiebbar ist. Die Erfindung kann generell bei sämtlichen Bedienelementen zur Anwendung kommen, bei denen mittels einer mechanischen Betätigung, nämlich Drehen, eines Bedienknopfes ein elektrisches Steuersignal ausgelöst oder verändert wird. Folglich ist der jeweilige Bedienknopf ein Drehknopf oder eine Kombination aus Tast- und Drehknopf. 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 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 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 Mehrfachdrehsteller 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 Drehsteller in einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen. Der 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:
- 1a eine Schnittansicht des Drehstellers in einer ersten Ausführungsform mit dem Bedienknopf in der Bedienstellung,
- 1b eine Schnittansicht des Drehstellers in der ersten Ausführungsform mit dem Bedienknopf in der Versenkstellung,
- 2a eine Schnittansicht des Drehstellers in einer zweiten Ausführungsform mit dem Bedienknopf in der Bedienstellung,
- 2b eine Schnittansicht des Drehstellers in der zweiten Ausführungsform mit dem Bedienknopf in der Versenkstellung.
- 1a zeigt eine erste Ausführungsform 1 eines Drehstellers mit Regel- und zusätzlicher Schaltfunktion in der Bedienstellung des zugehörigen Bedienknopfes 2.
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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 V 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.
