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Die Erfindung betrifft eine Bedieneinrichtung mit einer erforderlichen Bedienkraft bei der Verwendung der Bedieneinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.
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Bedieneinrichtungen sind hinlänglich bekannt.
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So sind beispielsweise Bremselemente für Bedieneinrichtungen bekannt, welche das kontrollierte Öffnen und Schließen von Hauben bei Kraftfahrzeugen, Fächern, Schubladen usw. ermöglichen. Derartige Bremselemente sind insbesondere geeignet zum Einsatz bei Schwenkbewegungen von Deckeln, von Tapedecks, Photokopierern, Rückschlagventilen, usw. Bei Bedienelementen ist es bekannt, über die Reibung zwischen zwei Teilen eines Bedienelementes, welche relativ zueinander bewegbar sind, Bedienkräfte einstellbar auszugestalten.
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So ist aus
DE 100 61 030 A1 eine Bremseinrichtung für ein sich um eine Achse drehendes Element, wie ein Bedienrad, ein Drehknopf, eine Walze oder dergleichen, insbesondere für eine Frischluftdüse in einem Kraftfahrzeug, bekannt, welches ein konstantes Drehmoment bzw. eine konstante Bedienkraft des sich drehenden Elementes in einem Temperaturbereich von beispielsweise –40°C bis ca. 100°C bereitstellt. Hierzu ist ein stopfenförmiges Gehäuse mit einem Boden und einem vom Boden wegstehenden umlaufenden Bund mit einer kreisrunden Außenmantelfläche vorhanden, die für das sich drehende Element eine Drehlagerfläche bildet. Der Bund umschließt einen zentralen Führungsraum für zwei Bremsorgane, die sich diametral zu den voneinander abgewandten Bremsabschnitten durch Querlöcher im umlaufenden Punkt hin erstrecken.
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Aus
DE 20 2010 009 010 U1 ist eine Einrichtung zur Dämpfung der Bewegung eines Bedienelementes bekannt. Das Bedienelement besteht aus einem stationären Element und einem gegenüber dem stationären Element angeordneten beweglichen Element, wobei zwischen dem beweglichen Element und dem stationären Element mittels einer magnetischen Anziehungskraft eine Haftkraft im stationären Zustand beider Elemente zueinander und eine Reibkraft bei relativer Bewegung beider Elemente zueinander ausgebildet ist. Das stationäre Element und das bewegliche Element weisen jeweils einen magnetisch wirksamen Teilbereich auf. Das bewegliche Element und das stationäre Element weisen zumindest partiell eine derartige bauliche Ausgestaltung auf, dass die magnetische Anziehungskraft in der deckungsgleichen Verschiebeposition gegenüber der nicht deckungsgleichen Position wesentlich erhöht ist und den haptischen Eindruck einer Rastung vermittelt.
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Aus
DE 100 31 096 A1 ist eine Bedienvorrichtung zur Erzeugung von Anwahlstellungen bekannt. Damit die Anwahlstellungen leicht erzeugt werden können, deren Endlagen weitgehend frei von mechanischem Verschleiß sicher ein- und aufzunehmen sind, ist eine Stellungsgebereinheit vorgesehen. Die Stellungsgebereinheit ist um eine Längsachse bewegbar. Um Stellungsgeberzähne der Stellungsgebereinheit gegenüber Zähnen einer ersten Stellungswahleinheit festzulegen und diese Stellungen von Stellungselementen durch erste Stellungsgeberelemente zu erfassen, ist ein zweiter Drehkörper auf eine zweite Stellungswahleinheit aufgesetzt. Es ist eine zweite Stellungswahleinheit gegenüber einem Basiskörper zweidimensional mit einer Verfahreinrichtung verstellbar. Diese Stellungen werden durch dritte Stellungserfassungselemente erfasst. Die Bedienvorrichtung besteht aus einem Basiskörper, der wenigstens teilweise von einem Gehäusekörper umgeben ist. Der Gehäusekörper weist einen Scheibenkörper auf, der mit einer Rundstellungsmagnetanordnung gegenüber dem Basiskörper gehalten und mit wenigstens einem Bewegungselement gegenüber dem Basiskörper bewegbar ist. Es ist außerdem ein Statorkörperelement mit einem Magnetelement und einer Geräuschkugelaufnahmeausnehmung vorhanden, in der eine Schaltgeräuschkugel angeordnet ist. Weiterhin ist ein Schaltgeräuschringmagnetelement mit Schaltgeräuschmulden vorhanden, in welche die Schaltgeräuschkugeln hineingezogen werden.
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Aus
DE 100 35 687 A1 ist ein Bewegungsdämpfer mit einem Gehäuse, einem gegenüber dem Gehäuses beweglich gelagerten Verbindungsglied, welches mit einem in seiner Bewegung zu dämpfenden beweglichen Teil verbindbar ist, und mit einem zweigeteilten Dämpfungsglied, welches einen Permanentmagneten und einen Gegenpol aufweist, bekannt. Die Bewegung des Verbindungsgliedes im Gehäuse ist durch die Magnetkraft zwischen dem Permanentmagneten und dem Gegenpol gedämpft. Der Abstand zwischen dem Permanentmagneten und dem Gegenpol ist gegenüber einer oberen und einer unteren Grenzstellung durch eine Drehung des Verbindungsgliedes gegenüber dem Gehäuse veränderbar. Bei einer solchen Drehung stellen sich der obere Grenzstellungsabstand des Verbindungsgliedes in eine Richtung und der untere Grenzstellungsabstand bei Drehung des Verbindungsgliedes in entgegengesetzter Richtung ein.
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Aus der
DE 42 40 298 A1 ist ein Arretierelement, insbesondere für eine in einem Gehäuse eines Kraftfahrzeuggetriebes längsverschiebliche Schaltstange offenbart, die mit einem in eine Ausnehmung der Schaltstange eingreifenden Rastelement, das im Gehäuse quer zur Schaltstange längsbeweglich angeordnet und mit Mitteln zu seiner Anfederung versehen ist, bekannt. Die Mittel zur Anfederung des Rastelements sind in Richtung der Schaltstange magnetische Mittel.
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Aus
DE 33 06 180 A1 ist ein Magnetringstoßdämpfer bekannt. Hierbei sind mehrere Dauermagnete bzw. Elektromagnete angeordnet, deren Magnetfelder sich gegenseitig abstoßen bzw. anziehen. Diese magnetischen Kräfte dämpfen neben dem Öldruck, der im Stoßdämpfer vorhanden ist, die einwirkenden Stoßkräfte.
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Aus
DE 299 12 725 U1 ist eine magnetische Dämpfungseinrichtung für ein Übungsgerät bekannt. Die Dämpfungseinrichtung besteht aus einer Scheibe mit einem Flansch, welcher sich vom Umfang der Scheibe nach außen erstreckt, wobei die Scheibe ein Loch aufweist und mehrere magnetische Elemente am Flansch angeordnet sind. Eine Einstellrichtung mit zwei Teilen ist vorgesehen, wobei jedes Teil als teilkreisförmiges Element ausgebildet ist und eine jeweilige erste Halterung an einem ersten Ende aufweist, welche schwenkbar mit dem Rahmen der Übungseinrichtung verbunden ist, wobei ferner jedes Teil eine zweite Halterung aufweist, welche sich von einem Ende derart erstreckt, dass eine Feder zwischen den beiden weiteren Halterungen anordenbar ist. Außerdem ist eine Welle vorgesehen, welche sich zwischen den beiden Teilen durch das Loch der Scheibe erstreckt und eine Nockeneinrichtung, welche zum Verbinden mit einem Rahmen ausgebildet ist und drehbar zwischen den beiden weiteren Halterungen der beiden Teile angeordnet ist, so dass die beiden Teile relativ zu den magnetischen Elementen durch die drehende Nockeneinrichtung, welche die beiden Halteeinrichtungen voneinander wegdrückt, beweglich sind. Schließlich ist das Grundprinzip der Wirbelstrombremse bekannt, mittels welcher kinetische Bewegungsenergie abbaubar ist.
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Aus
DE 38 057 04 C1 ist eine elektromagnetische Einflächenbremse zum Kuppeln zweier gegeneinander drehbarer Teile angegeben, mit einer ferromagnetischen Bremsscheibe, die den Polen eines Elektromagneten gegenübersteht und auf einer gegenüber dem Elektromagneten drehbaren Welle drehfest und axial verschiebbar gehalten ist. Zur selbständigen Nachstellbarkeit und zur Verhinderung, dass die Bremsscheibe aufgrund freier Beweglichkeit auf der sie tragenden Welle Klappergeräusche hervorruft, ist sie auf der dem Elektromagneten abgewandten Seite mit einer Dämpfungsscheibe aus einem elastischen Material versehen, die eine Bohrung aufweist, die im entspannten Zustand etwas enger ist als der Querschnitt der tragenden Welle, so dass die Dämpfungsscheibe unter leichter Pressung auf der Welle sitzt.
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Bei der Verwendung von magnetischen Bremsen hat sich gezeigt, dass Verraststellungen haptisch und/oder akustisch nicht wahrnehmbar sind, so dass beispielsweise die Mittenstellung eines Schiebeelementes auf einer Lamelle einer Luftdüse nicht erfassbar ist. Des Weiteren sind in der Regel auch keine Wegbegrenzungen durch Anschläge vorgesehen, die eine Bewegung unterstützen oder dämpfen.
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Nachteilig beim vorgenannten Stand der Technik ist ferner, dass bei der Erzeugung von linearen oder rotativen Bedienbewegungen von Bedienelementen zu deren Dämpfung nur rein mechanische Reibungskräfte verwendet werden. Dies ist verschleißintensiv und die Bedienkräfte sind über die Lebensdauer des Bedienelementes gesehen nicht gleich bleibend, sondern verändern sich in Abhängigkeit des hervorgerufenen Verschleißes aufgrund der mechanischen Reibung.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Bedieneinrichtung der gattungsgemäßen Art derart auszugestalten, dass beim Verschieben oder Verdrehen eines beweglichen Elementes gegenüber einem stationären Element Raststellungen spürbar und/oder akustisch wahrnehmbar sind. Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine nahezu verschleißfreie Einrichtung zu schaffen, die ein optimal abstimmbares Betätigungsgefühl für den Benutzer, einen sogenannten Sattlauf, zwischen den Rast- und Endstellungen vermittelt.
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Diese Aufgabe löst die Erfindung durch Ausgestaltung der Bedieneinrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Mitteln.
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Gemäß der erfinderischen Lehre ist vorgesehen, dass die Bedieneinrichtung aus einem stationären Element und einem beweglichen Element besteht, wobei das bewegliche Element gegenüber dem stationären Element entlang des stationären Elements verschiebbar oder drehbar ist und zwischen dem beweglichen Element und dem stationären Element mittels einer magnetischen Anziehungskraft in einem vordefinierten Positionsbereich eine Kraft einwirkt, wobei das bewegliche Element zumindest einen magnetisch wirksamen Teilbereich aufweist. Das stationäre Element weist eine Führung auf, mittels welcher das bewegliche Element in der Führung entlang des stationären Elements geführt verschiebbar oder drehbar ist und das stationäre Element im vordefinierten Positionsbereich einen Hohlraum ausbildet, in welchem ein bewegliches, magnetisch wirksames Element angeordnet ist.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass im stationären Zustand des stationären Elements und des beweglichen Elements, wenn das bewegliche Element sich mit seinem zumindest einen magnetisch wirksamen Teilbereich im Bereich des vordefinierten Positionsbereichs befindet, sich eine Haftkraft zwischen dem beweglichen Element und dem stationären Element ausbildet, verursacht durch das im Hohlraum angeordnete und in Bewegungsrichtung hin zum beweglichen Element bewegliche, magnetisch wirksame Element.
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Das stationäre Element und das bewegliche Element weisen somit jeweils einen magnetisch wirksamen Teilbereich auf. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das bewegliche Element und das stationäre Element zumindest partiell eine solche bauliche Ausgestaltung aufweisen, dass die magnetischen Anziehungskräfte in der deckungsgleichen Position der Ausgestaltung gegenüber der nicht deckungsgleichen Position wesentlich erhöht sind und den haptischen Eindruck einer Rastung vermitteln oder Rastmittel durch den magnetisch wirksamen Teilbereich betätigbar sind. Diese Lehre eröffnet dem Fachmann diverse Ausgestaltungsmöglichkeiten.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der zumindest eine magnetisch wirksame Teilbereich des beweglichen Elements ein Permanentmagnet ist.
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Selbstverständlich können auch anstelle eines einzelnen Dauermagneten mehrere, gemeinsam wirkende Dauermagnete zu einem Verbund zusammengefasst sein, um die Wirkung zu erzielen.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Hohlraum zylindrisch, quaderförmig, kegelstumpfförmig, kreissegmentförmig, pilzförmig oder kreisförmig oder ein Hohlring, eine Röhre oder ein Hohlringsegment ist. Durch die Ausgestaltung des Hohlraumes ist die Bedienkraft, die zwischen dem beweglichen Element und dem stationären Element wirkt bzw. die zur Betätigung des beweglichen Elements gegenüber dem statischen Element notwendig ist, einstellbar und variierbar. Je nach Ausgestaltung des Hohlraumes steigt die Anziehungskraft zwischen dem statischen Element und dem beweglichen Element, je näher sich der magnetisch wirksame Teilbereich dem vordefinierten Positionsbereich nähert, indem der dann vorhandene Abstand zwischen dem magnetisch wirksamen Element und dem magnetisch wirksamen Teilbereich des beweglichen Elements sich verändert.
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Es ist vorgesehen, dass der Hohlraum im vordefinierten Positionsbereich einen Durchbruch oder eine Ausbuchtung in Richtung des beweglichen Elements aufweist, der in seinen Abmessungen kleiner ist als das im Hohlraum angeordnete magnetisch wirksame Element, so dass das magnetisch wirksame Element nicht durch den Durchbruch hindurch den Hohlraum verlassen kann, jedoch der magnetisch wirksame Teilbereich des beweglichen Elements vom magnetisch wirksamen Element durch den Durchbruch hindurch berührbar ist. Durch diese Ausgestaltung des Hohlraumes mit einem Durchbruch in Richtung des beweglichen Elements wird das im Hohlraum angeordnete magnetisch wirksame Element vom magnetisch wirksamen Teilbereich des beweglichen Elements so angezogen, dass sich beide durch den Durchbruch hindurch berühren. Durch eine geeignete Wahl der Form des Durchbruches wird bei der Berührung ein akustisches Geräusch verursacht, so z. B. ein Klacken, wenn das im Hohlraum angeordnete magnetisch wirksame Element, angezogen vom magnetisch wirksamen Teilbereich des beweglichen Elements an diesem durch den Durchbruch hindurch anschlägt.
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Durch die Ausgestaltung einer Ausbuchtung des Holraums in Richtung des beweglichen Elements, wobei in dieser Ausgestaltung zwischen dem beweglichen Element und dem im Hohlraum angeordnete magnetisch wirksame Element keine direkte Berührung erfolgt, wird in dem Fall, wenn das magnetisch wirksame Element in die Ausbuchtung „fällt”, angezogen vom magnetisch wirksamen Bereich des beweglichen Elements ein Geräusch erzeugt, wenn das beweglichen Elements an der Innenwand des Hohlraumes in der Ausbuchtung anschlägt. Durch eine Auswahl des Materials des stationären Elementes oder der Dicke der verbleibenden Wandstärke des Hohlraumes im Beriech der Ausbuchtung, kann das Geräusch beim Anschlagen gedämpft werden.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass durch oder mittels der Berührung des magnetisch wirksamen Elements mit dem magnetisch wirksamen Teilbereich des beweglichen Elements ein akustisches Geräusch oder Signal entsteht.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das akustische Geräusch ein Klacken ist.
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Die vorliegende Erfindung bewirkt neben der von einem Benutzer fühlbaren haptischen Raststellung eine Dämpfung der Bewegung eines Bedienelementes und ein hörbares akustisches Signal, wenn das stationäre Element und das gegenüber dem stationären Element angeordnete bewegliche Element in die Position geführt sind, in der der magnetisch wirksamen Teilbereich des beweglichen Elements den vordefinierten Positionsbereich des statischen Elements überdeckt.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das magnetisch wirksame Element eine Kugel, ein Zylinder, ein Quader, ein Würfel, eine Pyramide, ein Kegel, ein Pyramidenstumpf oder ein Kegelstumpf ist und aus magnetisierbarem Material besteht. Je nach Auswahl des magnetisch wirksamen Elements und des magnetisch wirksamen Teilbereichs können die von einem Benutzer gefühlte Haptik und das hörbare Geräusch variiert werden.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das bewegliche Element und das stationäre Element zumindest partiell eine solche bauliche Ausgestaltung aufweisen, dass die magnetische Anziehungskraft zwischen dem magnetisch wirksamen Element und dem magnetisch wirksamen Bereich im vordefinierten Positionsbereich einen haptischen Eindruck einer Rastung vermittelt oder Rastmittel durch den magnetisch wirksamen Teilbereich in dieser Position betätigbar sind.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen dem beweglichen Element und dem stationären Element zumindest partiell eine Beschichtung aus einem Elastomer oder einem Polymer eingebracht ist und dass die zumindest partielle Beschichtung am statischen Element oder am beweglichen Element angeordnet ist.
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Zwischen dem beweglichen Element und dem stationären Element bilden sich mittels einer magnetischen Anziehungskraft eine Haftkraft im stationären Zustand beider Elemente zueinander und eine Reibkraft bei relativer Bewegung beider Elemente zueinander aus. Das stationäre Element und das bewegliche Element weisen jeweils einen magnetisch wirksamen Teilbereich auf. Zwischen dem beweglichen Element und dem stationären Element ist daher zumindest partiell eine Beschichtung angeordnet. Die Beschichtung kann eine Elastomer- oder Polymerschicht sein. Die Elastomerschicht ermöglicht eine definierte Reibkraft und Haftkraft zwischen den beiden Elementen, in Abhängigkeit der magnetischen Anziehungskraft. Mittels der Wahl der Dicke der Elastomerschicht kann außerdem zusätzlich der Abstand zwischen den magnetisch wirksamen Bereichen variiert werden. Außerdem kann durch die Auswahl der Elastomerschicht die Reibkraft gewählt werden. Schließlich kann die Elastomerschicht mittels eines Zwei-Komponenten-Spritzgußverfahrens aufgebracht werden. Gemäß einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Elastomerschicht am beweglichen Element oder am stationären Element angeordnet ist.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Betätigungskraft zur Bewegung des beweglichen Elements gegenüber dem stationären Element vorrangig vom magnetisch wirksamen Teilbereich und dem magnetisch wirksamen Element beeinflussbar ist und die Relativbewegung des beweglichen Elements gegenüber dem stationären Element eine lineare Bewegung ist und die Führung begrenzende Endanschläge aufweist, zwischen denen das bewegliche Element in der Führung entlang des statischen Elements verschiebbar ist, und/oder an dem beweglichen Element ein Rastansatz vorgesehen ist, der in mindestens eine Rastmulde in der Führung beim Verschieben oder Drehen einrastet und über Gleitflächen wieder herausrückbar ist, oder dass in einer Ausnehmung des beweglichen Elements ein Rastschieber quer zur Bewegungsrichtung verlaufend vorgesehen ist, der mit einer dreieckförmigen Spitze mit seitlichen Gleitflächen beim Verschieben des beweglichen Elements in der Führung in eine Rastmulde einrastet oder beim Verdrehen gegenüber dem scheibenförmigen Segment in eine solche Rastausnehmung eintritt und durch erhöhte Kraftaufwendung beim Verschieben oder Drehen durch die Gleitflächen, die an den Kanten der Rastmulde anliegen, wieder ausrastet.
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Die Bedieneinrichtung kann grundsätzlich eine Drehbewegung oder eine lineare Bewegung ermöglichen, z. B. kann die Einrichtung ein Drehregler, ein Drehstellregler, ein Schieberegler oder ein Schieber sein. Der Drehregler oder der Drehstellregler kann zur Einstellung einer elektrischen Größe eines elektrischen oder elektronischen Gerätes oder zur Ein- oder Verstellung einer mechanischen Einrichtung, insbesondere der Stellung einer Luftklappe in einem Kraftfahrzeug, dienen.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das magnetisch wirksame Element in dem Hohlraum mit einer Feder verbunden ist, wobei die Feder an der dem Durchbruch gegenüberliegenden Seite im Hohlraum fixiert ist. Durch den Einsatz einer Feder, die das magnetisch wirksame Element im Hohlraum anbindet, ist gewährleistet, dass unabhängig von der Einbaulage des Bedienelements das magnetisch wirksame Element im Hohlraum in eine Ausgangsposition verbracht wird, wenn keine magnetische Anziehungskraft durch den magnetisch wirksamen Bereich des beweglichen Elements auf das magnetisch wirksame Element einwirkt. Durch die Wahl der Federkonstanten kann zudem das akustische Geräusch, das bei der Berührung des magnetisch wirksamen Elements und des magnetisch wirksamen Teilbereichs entsteht, beeinflusst werden.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das bewegliche Element ein Schiebeelement und das stationäre Element eine Lamelle ist, wobei das Schiebeelement auf der Lamelle angeordnet ist und/oder die Lamelle mit dem Schiebeelement Bestandteil einer Luftdüse zur Führung eines Luftstroms aus einem Luftzuführschacht oder aus einer Luftzuführleitung in Heizungs-, Lüftungs- oder Klimaanlagen, insbesondere für Fahrgasträume in Kraftfahrzeugen, ist, wobei die Luftdüse aus einem Gehäuse besteht, das in einen Wanddurchbruch einsetzbar oder hinter einem solchen montierbar ist und einen rückseitigen Anschluss für einen Luftzuführschacht oder eine Luftzuführleitung sowie eine vorderseitige Luftausströmöffnung aufweist, wobei das Gehäuse mindestens einen Lamellenblock aufweist, in welchen die Lamelle einsetzbar und mit weiteren Lamellen koppelbar ist.
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Die Bedieneinrichtung kann somit auch aus einem Schiebeelement und einer Lamelle bestehen, wobei das Schiebeelement auf der Lamelle angeordnet ist.
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Gemäß einer solchen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Lamelle mit dem Schiebeelement Bestandteil einer Luftdüse zur Führung eines Luftstroms aus einem Luftzuführschacht oder aus einer Luftzuführleitung in Heizungs-, Lüftungs- oder Klimaanlagen, insbesondere für Fahrgasträume in Kraftfahrzeugen, ist, wobei die Luftdüse aus einem Gehäuse besteht, das in einen Wanddurchbruch einsetzbar oder hinter einem solchen montierbar ist und einen rückseitigen Anschluss für einen Luftzuführschacht oder eine Luftzuführleitung sowie eine vorderseitige Luftausströmöffnung aufweist, wobei das Gehäuse mindestens einen Lamellenblock aufweist, in welchen die Lamelle einsetzbar und mit weiteren Lamellen gekoppelt ist.
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Das Schiebeelement kann die Lamelle zumindest an einer Seite formschlüssig umgreifen.
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Auch kann vorgesehen sein, dass das Schiebeelement aus einem Griffvorderteil und einem Griffhinterteil besteht, welche Teile miteinander über eine Steckverbindung verbindbar sind. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, dass der Magnet im Griffvorderteil des Schiebeelements angeordnet ist und der Magnet im Griffvorderteil von mechanischen Halterungen gehalten ist oder dass der Magnet mit dem Griffvorderteil verklebt ist.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Schiebeelement die Lamelle zumindest an einer Seite formschlüssig umgreift und/oder das Schiebeelement aus einem Griffvorderteil und einem Griffhinterteil besteht, welche miteinander über eine Steckverbindung verbindbar sind.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Bedienkraft zur Betätigung der Bedieneinrichtung durch die Art und Dicke der Beschichtung, die Stärke der Anziehungskraft zwischen dem magnetisch wirksamen Element und dem magnetisch wirksamen Teilbereich einstellbar ist.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Zeichnungen dargestellten konkreten Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert. Diese Beschreibung der Erfindung anhand der konkreten Ausführungsbeispiele stellt keine Limitierung der Erfindung auf eines dieser konkreten Ausführungsbeispiele dar. Die Ausführungsbeispiele zeigen die Erfindung anhand diverser Ausführungsformen und zum Teil in speziellen Ausgestaltungen.
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Es zeigen:
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1 einen schematischen Aufbau einer Bedieneinrichtung;
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2 einen weiteren schematischen Aufbau einer Bedieneinrichtung;
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3 einen alternativen schematischen Aufbau einer Bedieneinrichtung und
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4 ein Schiebeelement auf einer Lamelle einer Luftdüse.
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Bei der Figurenbeschreibung wurden bei 1 und 2 für gleiche Elemente identische Bezugszeichen verwendet. Dies ermöglicht eine einfachere Darstellung und eine bessere Verständlichkeit der Erfindung.
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In 1 ist ein schematischer Aufbau einer erfindungsgemäßen Bedieneinrichtung dargestellt. Die Bedieneinrichtung besteht aus einem stationären Element 1 und einem gegenüber dem stationären Element 1 beweglichen Element 2. Das bewegliche Element 2 weist der an dem stationären Element 1 zugeordneten Seite einen magnetisch wirksamen Teilbereich 3 auf. Dieser magnetisch wirksame Teilbereich 3 ist in vorteilhafter Ausgestaltung als Permanentmagnet ausgebildet. Es kann aber auch ein magnetisierbares Material, insbesondere ein ferromagnetisches Material wie z. B. Eisen, verwendet werden.
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Das stationäre Element 1 weist einen Hohlraum 7 auf, der an seiner, dem beweglichen Element 2 zugeordneten Seite einen Durchbruch 8 aufweist. Der Durchbruch 8 ist in vorteilhafter Ausgestaltung eine Bohrung in den Hohlraum 7. In dem Hohlraum 7 ist ein magnetisch wirksames Element 6 angeordnet. Das magnetisch wirksame Element 6 ist gemäß der Ausführung nach 1 eine Kugel und besteht aus einem magnetisierbaren Material, beispielsweise Eisen. Es kann aber auch eine jede andere denkbare geometrische Form für das magnetisch wirksame Element 6 verwendet werden. In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist das magnetisch wirksame Element 6 ein Permanentmagnet.
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Relevant ist, dass das magnetisch wirksame Element 6 und der magnetisch wirksame Teilbereich 3 zueinander eine magnetische Anziehungskraft ausüben.
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In der Ausführung gemäß 1 ist das bewegliche Element 2 quaderförmig und entlang einer Seite des statischen Elements 2, das ebenfalls quaderförmig ist, verschiebbar.
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Das bewegliche Element 2 ist über eine Führung 5 entlang einer Seite des stationären Elements 1 verschiebbar. Über die Führung 5 wird das bewegliche Element 2 entlang des stationären Elements 1 geführt. Hierzu sind, in 1 nicht dargestellt, am beweglichen Element 2 Führungsnasen oder Führungsschienen vorhanden, die in oder auf oder entlang der Führung 5 des stationären Elements 1 gleiten.
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Im Weiteren sind am stationären Element 1 Endanschläge 10, 10a angeordnet, mittels welcher der Bereich, in dem das bewegliche Element 2 entlang des stationären Elements 1 verschiebbar ist, begrenzt ist. Das bewegliche Element 2 ist entlang bzw. über eine Seite des stationären Elements 2 verschiebbar; es ist eine Linearbewegung entlang der Oberfläche einer Seite des stationären Elements 1 möglich. Das bewegliche Element 2 weist einen magnetisch wirksamen Teilbereich 3 auf. Der magnetisch wirksame Teilbereich 3 ist fest im beweglichen Element 2 angeordnet und bewegt sich mit diesem entlang der Seite des stationären Elements 1.
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Der Hohlraum 7 des stationären Elements 1 weist auf seiner dem beweglichen Element 2 zugewandten Seite einen Durchbruch 8 auf. Der Durchbruch 8 ist in seiner Dimensionierung so gewählt, dass das im Hohlraum 7 angeordnete magnetisch wirksame Element 6, in 1 als Kugel dargestellt, nicht aus dem Hohlraum 7 herausfallen oder herausgleiten kann. Der Durchbruch ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung in Form einer Bohrung ausgeführt. Der Durchbruch 8 ist in seiner Abmessung so gewählt, dass das im Hohlraum 7 des stationären Elements 1 befindliche magnetisch wirksame Element 6 durch den Durchbruch 8 ein Stück aus Durchbruch 8 zum beweglichen Element 2 hin herausragen kann.
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Der Bereich um den Durchbruch 8 ist als vordefinierter Positionsbereich 4 bezeichnet. Der vordefinierte Positionsbereich 4 stellt die Position dar, in welcher eine Rastfunktion zwischen dem beweglichen Element 2 und dem stationären Element 1 sich ausbilden soll. Bewegt sich das bewegliche Element 2 entlang des stationären Elementes 1 und gelangt das bewegliche Element 2 mit seinem magnetisch wirksamen Teilbereich 3 in den vordefinierten Positionsbereich 4, so wird durch die magnetische Anziehungskraft zwischen dem magnetisch wirksamen Bereich 3 und dem im Hohlraum 7 angeordneten magnetisch wirksamen Element 6 dieses an den magnetisch wirksamen Bereich 3 gezogen. Das magnetisch wirksame Element 6 dringt, wie beschrieben, teilweise durch den Durchbruch 8 und schlägt am magnetisch wirksamen Teilbereich 3 an. Hierbei entsteht ein akustisches Geräusch, beispielsweise ein Klacken. Im Weiteren wird für einen Benutzer, der das bewegliche Element 2 entlang des stationären Elements 1 verschiebt, der gefühlte Eindruck einer Raststellung erzeugt. Ist das magnetisch wirksame Element 6 magnetisch am magnetisch wirksamen Bereich 3 angezogen, so muss ein Benutzer eine größere Kraft aufwenden, um das bewegliche Element aus dieser Rastposition weiter entlang des stationären Elements 1 zu verschieben.
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Die vorliegende Erfindung bewirkt neben der Feststellung einer haptischen Raststellung durch den Benutzer eine Dämpfung der Bewegung eines beweglichen Elements 2 gegenüber dem stationären Element 1. Zwischen dem beweglichen Element 2 und dem stationären Element 1 bildet sich mittels der beschriebenen magnetischen Anziehungskraft zwischen dem magnetisch wirksamen Bereich 3 und dem magnetisch wirksamen Element 6 eine Haftkraft im stationären Zustand bei Erreichen des vordefinierten Positionsbereichs 4 mit dem magnetisch wirksamen Teilbereich 3 aus. In dieser Position wirkt auf beide Elemente 1, 2 zueinander eine erhöhte Haftkraft und bei Bewegung auch eine erhöhte Reibkraft.
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Zwischen dem beweglichen Element 2 und dem stationären Element 1 ist zumindest partiell eine Beschichtung 9 angeordnet. Die Beschichtung 9 kann eine Elastomer- oder Polymerschicht sein. Die Elastomerschicht ermöglicht eine definierte Reibkraft und Haftkraft zwischen den beiden Elementen 1, 2, in Abhängigkeit der magnetischen Anziehungskraft. Mittels der Wahl der Dicke der Elastomerschicht kann der Abstand zwischen den magnetisch wirksamen Teilen 3, 6 variiert werden. Die Elastomerschicht kann mittels eines Zwei-Komponenten-Spritzgußverfahrens aufgebracht werden, vorzugsweise auf dem stationären Element 1 und dort auf der dem beweglichen Element 2 zugewandten Seite und insbesondere dort, wo das bewegliche Element 2 entlang oder auf oder über dem stationären Element 1 gleitet.
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In 2 ist eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Bedieneinrichtung dargestellt. Es sind das stationäre Element 1 und das bewegliche Element 2 vorhanden. In das stationäre Element 1 ist der Hohlraum 7 eingebracht. Der Hohlraum 7 weist wiederum einen Durchbruch 8 auf. In dem Hohlraum 7 befindet sich das magnetisch wirksame Element 6, das gemäß der Ausgestaltung nach 2 in Form eines Zylinders ausgebildet ist. Der Durchbruch 8 kann gegenüber der Ausgestaltung nach 2 größer gewählt werden als der Durchmesser des magnetisch wirksame Elements 6, da das magnetisch wirksame Element 6 über eine Feder 11 mit dem stationären Element 1 verbunden ist. Durch den Einsatz der Feder 11 ist das magnetisch wirksame Element 6 beweglich im Hohlraum 7 gehalten und kann nicht aus dem Hohlraum 7 herausfallen oder herausgleiten, da es nach einer vordefinierbaren Bewegungsstrecke aus dem Hohlraum 7 von der Feder 11 zurückgezogen wird.
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Befindet sich nunmehr, analog der Ausführung in 1, das bewegliche Element 2 mit seinem magnetisch wirksamen Teilbereich 3 im vordefinierten Positionsbereich 4, so wird das magnetisch wirksame Element 6 vom magnetisch wirksamen Teilbereich 3 des beweglichen Elements 2 angezogen. Es entsteht ein Klack-Geräusch bei der Berührung zwischen dem magnetisch wirksamen Teilbereich 3 und dem magnetisch wirksame Element 6. Natürlicherweise muss die Feder 11 derart gewählt werden, dass das magnetisch wirksame Element 6 an den magnetisch wirksamen Teilbereich 3 angezogen wird und diesen berühren kann. Für einen Benutzer fühlt sich dies wie ein Rasten an, wie analog zu 1 beschrieben. Es sind die beiden Endanschläge 10, 10a angeordnet und zwischen dem beweglichen Element 2 und dem stationären Element 1 ist eine Beschichtung 9 in vorzugsweiser Ausgestaltung als Elastomer- oder Polymerschicht angeordnet.
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In 3 ist eine alternative Ausgestaltung der Erfindung für eine Bedieneinrichtung in Form einer drehbaren Bedieneinrichtung dargestellt. Das bewegliche Element 32 ist im Querschnitt rund ausgeführt und ist um seine Längsachse drehbar gelagert. Es weist einen magnetisch wirksamen Teilbereich 33 auf. Das stationäre Element 31 weist einen Hohlraum 37 und ein im Hohlraum 37 angeordnetes magnetisch wirksames Element 36 auf, das über eine Feder 311 im Hohlraum 37 gehalten wird. In 3 ist das stationäre Element 31 oberhalb des beweglichen Elements 32 angeordnet. Das stationäre Element 31 ist mit einer Beschichtung 39 im Berührungsbereich zum beweglichen Element 32 ausgestattet. Es ist eine Führung 35 vorgesehen, um das bewegliche Element 32 bei Bewegung zu führen. Der Hohlraum 37 weist einen Durchbruch 38 in Richtung zum beweglichen Element 32 auf, der in seiner Abmessung größer sein kann als das magnetisch wirksame Element 36, das im Hohlraum 37 angeordnet ist. Das bewegliche Element 32 ist auf der dem stationären Element 31 gegenüberliegenden Seite über eine Halterung 310, 312 gestützt. Diese Halterung besteht aus einem Federelement 310, das mittig ein Silikonkissen aufweist, über das das bewegliche Element 32 drehbar ist. Das Federelement 310 ist über die Fixierung 312 ortsfest angebunden und die Andruckpresskraft des beweglichen Elements 32 gegen das stationäre Element 31 wird durch die Federhärte des Federelements 310 definiert. Durch die Einstellung der Federkonstante oder Federhärte der Feder 310 kann die notwendige Kraft, die ein Benutzer zum Drehen des beweglichen Elements 32 gegenüber dem stationären Element 31 aufwenden muss, variiert werden.
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Gelangt nunmehr beim Drehen des beweglichen Elements 32 dessen magnetisch wirksamer Teilbereich 33 in den vordefinierten Bereich 34 des stationären Elements 31, in dessen Bereich sich der Durchbruch 38 befindet, so wird das magnetisch wirksame Element 36 vom magnetisch wirksamen Teilbereich 33 angezogen. Das magnetisch wirksame Element 36 schlägt dann quasi auf dem magnetisch wirksamen Teilbereich 33 des beweglichen Elements 32 auf und es entsteht ein Klack-Geräusch. Zugleich wird für einen Benutzer eine Rastfunktion spürbar, hervorgerufen durch die magnetische Anziehungskraft. Befindet sich das bewegliche Element 32 in dieser Position, so muss ein Benutzer, will er das bewegliche Element 32 weiterdrehen, eine erhöhte Kraft – Drehmoment – ausüben, um das bewegliche Element 32 aus dieser Position zu drehen; er muss die Haftreibung zwischen dem beweglichen Element 32 und dem stationären Element 31 und dem Silikonkissen überwinden und Kraft aufwenden, um die magnetische Anziehungskraft zwischen dem magnetisch wirksamen Element 36 und dem magnetisch wirksamen Teilbereich 33 zusätzlich zu überwinden.
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In 4 ist ein Schiebeelement 41 auf einer Lamelle 42, insbesondere einer Lamelle, welche an und/oder in einer Luftdüse, vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug, angeordnet ist, dargestellt. Das Schiebeelement 41 besteht aus einem Griffvorderteil 43 und einem Griffhinterteil 44, welche Teile mittels einer Steckvorrichtung trennbar ausgestaltet sind. Das Schiebeelement 41 umgreift die Lamelle 42 zumindest an einer Seite vollständig, im Ausführungsbeispiel nach 4 an der Oberseite der Lamelle 42. Das Schiebeelement 41 kann entlang der Lamelle 42 in deren Längsrichtung in einem vordefinierbaren Bereich verschoben werden.
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Die Lamelle 42 ist dafür vorgesehen, in einen Lamellenblock eingefügt zu werden. Der Lamellenblock wiederum dient zum Einsatz in eine Luftdüse, welche vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug im Armaturenbrett einsetzbar ist.
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Das Schiebeelement 41 lässt sich in Längsrichtung zur Lamelle 42, d. h. auf die Luftaustströmöffnung eines Gehäuses einer Luftdüse, frontal auf diesen blickend, in welche die Lamelle 42 im Lamellenblock eingesetzt ist, nach links und rechts verschieben. Zugleich kann durch eine vertikale Bewegung des Schiebeelements 41 die Ausrichtung der Lamelle 42 und der neben der Lamelle 42 im Lamellenblock angeordneten weiteren Lamellen, welche untereinander mechanisch im Lamellenblock gekoppelt sind, in horizontaler Ebene verändert werden, so dass diese die Luftausströmöffnung der Luftdüse öffnen oder schließen. Diese Bewegung der Lamellen im Lamellenblock kann auch über ein separat am Gehäuse der Luftdüse angeordnetes Stellrad oder Bedienelement vorgenommen werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- stationäres Element
- 2
- bewegliches Element
- 3
- magnetisch wirksamer Teilbereich
- 4
- vordefinierter Positionsbereich
- 5
- Führung
- 6
- magnetisch wirksames Element
- 7
- Hohlraum
- 8
- Durchbruch
- 9
- Beschichtung
- 10, 10a
- Endanschlag
- 11
- Feder
- 31
- stationäres Element
- 32
- bewegliches Element
- 33
- magnetisch wirksamer Teilbereich
- 34
- vordefinierter Positionsbereich
- 35
- Führung
- 36
- magnetisch wirksames Element
- 37
- Hohlraum
- 38
- Durchbruch/Öffnung
- 39
- Beschichtung
- 310
- Federelement
- 311
- Feder
- 312
- Fixierung
- 41
- Schiebeelement
- 42
- Lamelle
- 43
- Griffvorderteil
- 44
- Griffhinterteil
